(57)【要約】本明細書で提供されるのは、いくつかの実施形態において、モータ駆動式の回転チャックを用いて支持プレートに取り付けられた１以上のマイクロ流体チップを回転させるステップを含む、サンプル処理装置および方法である。１以上のマイクロ流体チップを制御された方法で共通の回転中心の周りで回転させることによって、高い流速（および高い剪断力）が制御された方法でサンプルに与えられる。各マイクロ流体チップは支持プレート上で１８０°回転させることができ、それによりサンプルがマイクロ流体装置を通って行ったり来たりすることができる。支持プレートは比較的高いＲＰＭで駆動することができるので、マイクロ流体チップ内では高い流速が生じる。これにより、サンプルがマイクロ流体チップの剪断誘発構造を迅速に通過することができるので、サンプルに対する剪断力が増大し、必要な処理時間も短縮する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的サンプルを処理するためのシステムにおいて、
支持プレートであって：
受容要素を具える中央部分であって、前記受容要素は、モータの駆動シャフトと可逆的に相互作用するように構成され、前記モータは前記支持プレートに遠心運動を加えるように構成され、前記中央部分は、前記モータの駆動シャフトの回転軸に垂直な平面内にある、中央部分と；
それぞれが可逆的に複数のキャリッジと相互作用するように構成された複数の相互作用領域を有する側方部分であって、前記中央部分から半径方向に延び、少なくとも部分的に前記中央部分の平面と平行な平面内にある側方部分と；
を具える支持プレートと、
それぞれが前記支持プレートの側方部分に機能的に結合されるように構成された複数のキャリッジであって、前記複数のキャリッジのそれぞれが、
第１端と、第２端と、前記第１端と第２端の間に延びる基部と、
処理のためにサンプルを受け取るように構成された少なくとも１つのサンプルチャンバに流体的に結合され、マイクロ流体チップと可逆的に相互作用するように構成された受入領域と、
前記基部から直交方向に延び、前記側方部分の複数の相互作用領域のうちの１つと相互作用するように構成されたポストとを具える複数のキャリッジとを具え、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、複数の軸のうちの１つの周りに同軸配置され、動作中、各軸は、前記モータの駆動シャフトの回転軸とほぼ平行に延び、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記複数の軸のうちの１つの周りで約１８０度の円弧まで間欠的に回転可能である、ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１のシステムにおいて、複数のマイクロ流体チップをさらに具え、各マイクロ流体チップは、
第１端と第２端との間に位置する中央本体であって、
前記第１端と第２端はそれぞれ、前記サンプルチャンバと流体的に相互作用するように構成されている、中央本体と、
前記第１端と第２端との間に配置された少なくとも１つのマイクロ流体チャネルであって、変化する寸法を有し、前記第１端から第２端までサンプルの通過を可能にするように構成されたマイクロ流体チャネルとを具え、
前記複数のマイクロ流体チップのそれぞれが、対応するキャリッジ上の対応する受入領域内にフィットする寸法であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項２のシステムにおいて、各マイクロ流体チップが、前記第１端および第２端のそれぞれにおいてサンプルチャンバに可逆的に流体的に結合されていることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３のシステムにおいて、各サンプルチャンバが、サンプルチャンバの内部と流体的に接続された通気口および通気路を具えることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項３のシステムにおいて、各サンプルチャンバが、アダプタを介して前記マイクロ流体チップに可逆的に流体的に連結されることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１のシステムにおいて、各キャリッジが前記第１端および第２端に捕捉要素を有し、前記捕捉要素は前記支持プレートの側方部分の解放要素と連絡するように構成されており、前記捕捉要素と解放要素との間の連絡により、前記複数のキャリッジの間欠的な回転が可能となることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項５のシステムにおいて、前記捕捉要素が第１の極性の磁石を有し、前記解放要素が反対の極性の磁石を有することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１のシステムにおいて、前記支持プレートの側方部分はディスクを含み、前記相互作用領域は前記ディスクの周囲に円周方向に間隔を置いて配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８のシステムにおいて、前記側方部分と中央部分が一体構造であることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１のシステムにおいて、前記支持プレートの側方部分が複数のアームを含み、各アームが対応する相互作用領域を有することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１のシステムにおいて、前記アームと前記中央部分が一体構造であることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１のシステムにおいて、前記アームと前記中央部分とが互いに接合された別々の構造体であることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２のシステムにおいて、前記アームが前記中央部にヒンジで結合されていることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３のシステムにおいて、前記ヒンジは、動作中に前記アームが前記モータの駆動シャフトの回転軸と実質的に平行である軸の平面内に移動することを可能にすることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１のシステムにおいて、前記相互作用領域が、対応するキャリッジからのポストを受容する貫通孔を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１のシステムにおいて、前記受入領域は、前記キャリッジの基部の上面に配置されていることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１４のシステムにおいて、前記ポストが、前記キャリッジの基部の底面から延びることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１のシステムにおいて、各キャリッジの間欠的な回転は、前記側方部分に配置された歯車と、各キャリッジの回転を引き起こす固定歯との相互作用を介して達成されることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかのシステムにおいて、エンクロージャをさらに具え、当該エンクロージャが前記システムを外部環境から分離することを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のシステムにおいて、前記駆動シャフトに動作可能に接続されたモータをさらに具えることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１９のシステムにおいて、前記モータは、当該モータの回転速度の制御を可能にするコントローラユニットによって制御されることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項１のシステムにおいて、前記側方部分が少なくとも３つのアームを具え、前記３つのアームのそれぞれが、第１端および第２端を含む少なくとも３つのキャリッジのうちの１つと相互作用するように構成された相互作用領域を有し、各キャリッジは少なくとも３つのマイクロ流体チップと可逆的に相互作用するように構成され、各チップは第１端、第２端、およびそれらの間の本体部を有し、前記マイクロ流体チップの各端部はサンプルチャンバに流体的に結合され、前記チップの本体部は前記第１端および第２端の間に延在する複数のマイクロ流体流路を有し、前記キャリッジは前記第１端が前記中央部分の受容要素から第１の距離にある第１の位置に配置されている第１の位置と、前記第１端が前記中央部分の受容要素から第２の距離にある第２の位置に配置されている第２の位置との間で断続的に回転するように構成され、ここで前記第１の距離は前記第２の距離よりも大きいことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
生物学的サンプルを処理する方法であって、
マイクロ流体チップに流体結合されるように構成された第１のサンプルチャンバに生物学的サンプルを充填するステップであって、前記チップは、
第１端と第２端の間に位置する中央本体部分であって、前記第１端は前記第１のサンプルチャンバに流体結合するように構成され、前記第２端は第２のサンプルチャンバに流体結合される、中央本体部分と、
前記第１端と第２端の間に延在する少なくとも１つのマイクロ流体チャネルであって、当該少なくとも１つのチャネルは変化する寸法を有し、サンプルが前記第１端から第２端へと通過するように構成され、前記マイクロ流体チップを遠心力装置の一部である複数のキャリッジのうちの１つの受容領域と可逆的に結合する、マイクロ流体チャネルとを具え、
前記遠心力装置は、
中央部分と側方部分とを有する支持プレートを具え、前記側方部分は前記中央部分から半径方向に延び、前記中央部分の平面に平行な平面内にあり、
各キャリッジは、前記支持プレートの側方部分に動作可能に連結され、第１端と、第２端と、前記第１端および第２端の間に延びる基部とを具え、当該基部は受容領域を具え、
各キャリッジは、前記中央部分の平面に対して実質的に垂直な軸の周りを回転可能に構成され、前記キャリッジは、前記第１端が前記支持プレートの中央部分から第１の距離に位置する第１の位置から開始し、前記第２端が前記支持プレートの中央部分から第１の距離に配置されるように前記第２端が配置される第２の位置へと回転可能である、ステップと、
前記遠心力装置に回転力を加えるステップであって、それにより、サンプルが、前記マイクロ流体チップの第１端に結合された第１のサンプルチャンバから、前記第１端と第２端の間に延びる少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通り、前記第２のサンプルチャンバへと通過するようにするステップと、
前記第１の位置と第２の位置との間で前記キャリッジを回転させるステップと、
前記サンプルが前記第２のサンプルチャンバから、前記第２端と第１端との間に延在する前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通り、前記第１のサンプルチャンバに戻るように追加の回転力を加えるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３の方法において、前記生物学的サンプルが脂肪組織を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
サンプルを処理するためのシステムであって、
垂直に配向された回転可能なチャックに結合されたモータと、
支持プレートであって、当該支持プレートの周りに半径方向に配置された複数の回転可能キャリッジを具え、前記回転可能なチャック上に取り付けられているか固定されている支持プレートと、
前記回転可能キャリッジのうちの１つに配置された少なくとも１つのマイクロ流体チップであって、その中に設けられマイクロ流体チップの第１ポートから当該マイクロ流体チップの反対側端部に配置された第２ポートとの間に延在する少なくとも１つのマイクロ流体チャネルによって形成される流路を規定するマイクロ流体チップと、を具えることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項２５のシステムにおいて、前記回転可能キャリッジ内に配置された第１のサンプル保持チャンバと第２のサンプル保持チャンバとをさらに具え、前記第１のサンプル保持チャンバは、前記第１ポートを介して前記少なくとも１つのマイクロ流体チップに流体的に結合され、前記第２のサンプル保持チャンバは前記第２ポートを介して前記少なくとも１つのマイクロ流体チップに流体的に結合されていることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項２６のシステムにおいて、前記第１のサンプル保持チャンバと前記第２のサンプル保持チャンバとは、前記第１ポートと前記第１のサンプル保持チャンバとの間、および前記第２ポートと前記第２のサンプル保持チャンバとの間にそれぞれ配置されたアダプタを介して、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップに流体結合されることを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２５乃至２７のいずれかのシステムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップが、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップ内に配置された第１のサンプル保持チャンバと第２のサンプル保持チャンバとを具えることを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２５乃至２８のいずれかのシステムにおいて、前記支持プレートが複数のアームを具え、前記複数のアームのそれぞれが１の回転可能キャリッジを保持することを特徴とするシステム。
【請求項３０】
請求項２９のシステムにおいて、前記複数のアームは、別個の１つの中央ハブに固定されていることを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項２５乃至３０のいずれかのシステムにおいて、前記支持プレートが、その内部または上に配置され、前記回転可能キャリッジの端部に隣接配置された第１の磁気要素を具え、前記回転可能キャリッジがさらにその内部または上に配置された第２の磁気要素を具えることを特徴とするシステム。
【請求項３２】
請求項２５乃至３１のいずれかのシステムにおいて、前記回転可能キャリッジが、前記支持プレートに取り付けられた歯車アセンブリ内に配置された歯車セットに連結され、該歯車セットが前記歯車アセンブリの半径方向側方部分に露出した歯車を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３３】
請求項３２のシステムにおいて、前記歯車アセンブリまたは前記支持プレートが、その中に配置された静止磁石をさらに具え、前記回転可能キャリッジが、その両端に配置された一対の磁気要素を具えることを特徴とするシステム。
【請求項３４】
請求項２５乃至３３のいずれかのシステムにおいて、前記複数の回転可能キャリッジが、前記支持プレートの回転面と実質的に平行な面内で回転可能であることを特徴とするシステム。
【請求項３５】
請求項２５乃至３３のいずれかのシステムにおいて、前記複数の回転可能キャリッジが、前記支持プレートの回転面に対して実質的に直交する面内で回転可能であることを特徴とするシステム。
【請求項３６】
請求項２５乃至３６のいずれかのシステムにおいて、前記複数の回転可能キャリッジのそれぞれの下の支持プレートに配置された電磁石をさらに具え、前記回転可能キャリッジは前記支持プレートに形成された開口部を通って延びる磁気ポスト要素を具えることを特徴とするシステム。
【請求項３７】
請求項２５乃至３６のいずれかのシステムにおいて、前記流路が、当該流路の中央領域において狭まった狭窄部において合流する対のテーパ領域によって形成されたマイクロ流体チャネルを有することを特徴とするシステム。
【請求項３８】
請求項３７のシステムにおいて、前記テーパ領域は連続テーパ領域を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３９】
請求項３７のシステムにおいて、前記テーパ領域は段付きテーパ領域を含むことを特徴とするシステム。
【請求項４０】
請求項２５乃至３９のいずれかのシステムにおいて、前記流路が、チャネルの長さに沿って設けられた複数の拡張領域および狭窄領域を有するマイクロ流体チャネルを具えることを特徴とするシステム。
【請求項４１】
請求項４０のシステムにおいて、前記複数の拡張領域および狭窄領域が、前記マイクロ流体チャネル内の湾曲した壁によって画定されることを特徴とするシステム。
【請求項４２】
請求項４０のシステムにおいて、前記複数の拡張領域および狭窄領域が、前記マイクロ流体チャネル内の角度の付いた壁によって画定されることを特徴とするシステム。
【請求項４３】
請求項２５乃至４２のいずれかのシステムにおいて、前記流路が、マイクロ流体チャネルの長さに沿って配置された複数のフィン形状のポケットを有するマイクロ流体チャネルを具えることを特徴とするシステム。
【請求項４４】
請求項２５乃至４３のいずれかのシステムにおいて、前記流路が寸法が縮小された複数の分岐チャネルを具え、これらが寸法が拡大された複数の分岐チャネルと再結合することを特徴とするシステム。
【請求項４５】
請求項４４のシステムにおいて、各分岐チャネルが分岐部を有することを特徴とするシステム。
【請求項４６】
請求項４４のシステムにおいて、各分岐部が鋭利な縁部を有することを特徴とするシステム。
【請求項４７】
請求項２６乃至４６のいずれかのシステムにおいて、前記第１のサンプル保持チャンバおよび第２のサンプル保持チャンバの少なくとも一方がシリンジバレルを具えることを特徴とするシステム。
【請求項４８】
請求項２６乃至４７のいずれかのシステムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップと前記第１のサンプル保持チャンバまたは前記第２のサンプル保持チャンバのうちの一方との間に配置されたフィルタをさらに具えることを特徴とするシステム。
【請求項４９】
請求項２６乃至４８のいずれかのシステムにおいて、前記フィルタは、特定のサイズの生物学的組織または組織片が前記少なくとも１つのマイクロ流体チップに流れ込み、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを目詰まりさせるのを防ぐように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項５０】
請求項２６乃至４９のいずれかのシステムにおいて、前記フィルタが、前記生物学的サンプルが目詰まりすることなく前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを通過できるように、前記生物学的サンプル内に巨視的凝集体を生成するように構成されるメッシュを有することを特徴とするシステム。
【請求項５１】
請求項２６乃至５０のいずれかのシステムにおいて、前記フィルタが、特定のサイズの生物学的サンプルが前記少なくとも１つのマイクロ流体チップから前記第１のサンプル保持チャンバまたは第２のサンプル保持チャンバのうちの１つに流出するのを防止するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項５２】
請求項２５乃至５１のいずれかのシステムを用いる方法において、
ａ）前記支持プレートを回転させて、前記第１ポートを介して前記少なくとも１つのマイクロ流体チップの少なくとも１つのマイクロ流体チャネル内へとサンプルを移動させ、前記第２ポートから出すステップと、
ｂ）前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを含む前記回転可能キャリッジを約１８０°回転させるステップと、
ｃ）前記支持プレートを回転させて、前記第２ポートを介して前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネル内へとサンプルを移動させ、前記第１ポートから出すステップと、
ｄ）前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを含む前記回転可能キャリッジを約１８０°回転させるステップと、
ｅ）ステップ（ａ）〜（ｄ）を複数回繰り返すステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５２の方法において、前記サンプルが、前記第１ポートに流体的に連結された第１のサンプル保持チャンバと、前記第２ポートに流体的に連結された第２のサンプル保持チャンバとの間を移動することを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項５２または５３の方法において、前記第１のサンプル保持チャンバおよび前記第２のサンプル保持チャンバの少なくとも一方がシリンジバレルを含むことを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項５２乃至５４のいずれかの方法において、前記サンプルが腫瘍組織を含むことを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項５２乃至５４のいずれかの方法において、前記サンプルが脂肪組織を含むことを特徴とする方法。
【請求項５７】
請求項５２乃至５６のいずれかの方法において、前記サンプルが、１またはそれ以上の試薬を含む流体を含むことを特徴とする方法。
【請求項５８】
請求項５２乃至５７のいずれかの方法において、前記サンプルが粒子を含むことを特徴とする方法。
【請求項５９】
請求項５２乃至５８のいずれかの方法において、前記サンプルが細胞含有流体を含むことを特徴とする方法。
【請求項６０】
請求項５２乃至５９のいずれかの方法において、処理済みの脂肪組織を対象に注入するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項２５乃至５１のいずれかのシステムにおいて、前記回転可能キャリッジ内に配置され、前記マイクロ流体チップの第１ポートに結合されたサンプル保持チャンバと、前記マイクロ流体チップの第２ポートに結合されたシリンジとをさらに具え、当該シリンジは前記マイクロ流体チップの回転面に対してほぼ垂直に取り付けられることを特徴とするシステム。
【請求項６２】
請求項６１のシステムにおいて、前記シリンジのプランジャに結合された垂直方向に移動可能なプレートまたはリングをさらに具えることを特徴とするシステム。
【請求項６３】
請求項６２のシステムにおいて、前記垂直方向に移動可能なプレートまたはリングが、回転可能なねじロッドに取り付けられた雌ねじベアリングを具えることを特徴とするシステム。
【請求項６４】
請求項６１乃至６３のいずれかのシステムにおいて、前記ねじロッドに連結された第２のモータをさらに具えることを特徴とするシステム。
【請求項６５】
請求項２６乃至５１および６１乃至６４のいずれかのシステムにおいて、前記第１のサンプル保持チャンバおよび第２のサンプル保持チャンバの少なくとも一方が、その中に配置された一方向弁を有する入口を具えることを特徴とするシステム。
【請求項６６】
サンプルを処理するためのシステムであって、
複数のアームを含む支持プレートであって、前記複数のアームは前記支持プレートから半径方向に延在している支持プレートと、
前記支持プレートに結合され、当該支持プレートを回転させるように構成されたモータと、
複数のキャリッジとを具え、
当該複数のキャリッジのそれぞれは、前記支持プレートの複数のアームのうちの１つに配置され、前記複数のキャリッジのそれぞれは、当該キャリッジが配置されているアームから垂直方向に伸びる複数の軸のうちの１つの周りに同軸に配置され、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け取るための少なくとも１つのサンプルチャンバとを受容するように構成され、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは前記マイクロ流体チップに流体的に接続された開口部を有し、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記複数の軸のうちの１つの周りで回転可能であることをことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項６７】
請求項６６のサンプル処理システムにおいて、前記モータを駆動するように構成されたコントローラをさらに具え、前記コントローラは、前記モータの回転速度または毎分回転数（ＲＰＭ）を調整するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項６８】
請求項６７のサンプル処理システムにおいて、前記コントローラが、予め特定された回転プログラムまたは動作シーケンスで調整可能またはプログラム可能であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項６９】
請求項６７または６８のサンプル処理システムにおいて、前記コントローラは、前記モータの回転速度を、前記サンプルが前記マイクロ流体チップの第１端から第２端まで流れるように構成されるようなＲＰＭ速度まで上昇させるように構成されることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７０】
請求項６７乃至６９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記コントローラは、前記複数のキャリッジのそれぞれが前記複数の軸のうちの１つの周りで回転するように構成されるように前記モータのＲＰＭを加速または減速するように構成されることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７１】
請求項７０のサンプル処理システムにおいて、前記複数のキャリッジのそれぞれが、前記複数の軸のうちの１つの周りで１８０度回転するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７２】
請求項６６乃至７１のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記複数のキャリッジのそれぞれが、第１のサンプルチャンバおよび第２のサンプルチャンバを受容するように構成され、前記第１のサンプルチャンバは前記マイクロ流体チャンバの第１端に配置され、前記第２のサンプルチャンバは前記マイクロ流体チャンバの第２端に配置されることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７３】
請求項６６乃至７２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、アダプタを使用して前記マイクロ流体チップの端部に取り付けられていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７４】
請求項７３のサンプル処理システムにおいて、前記アダプタが、ルアースリップ、スリップチップコネクタ、ルアーロック、および回転カラーのうちのいずれか１つを含み得ることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７５】
請求項７４のサンプル処理システムにおいて、前記アダプタは金属またはポリマー材料を含み得ることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７６】
請求項６６乃至７５のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記支持プレートはケースの内側に配置されており、前記ケースは、サンプル処理システムからユーザを保護するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７７】
請求項７６のサンプル処理システムにおいて、前記ケースが、厚いプラスチック材料または金属などの厚い材料を含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７８】
請求項７６または７７のサンプル処理システムにおいて、前記ケースが開閉するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項７９】
請求項７６乃至７８のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記ケースは光学的に透明であり、前記サンプル処理システムの動作を観察できるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８０】
請求項６６乃至７９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記複数のアームのそれぞれが、
第１の係合構造と、
前記第１の係合構造から距離を置いて配置された第２の係合構造とをさらに具え、
前記第１の係合構造および第２の係合構造はそれぞれ、前記キャリッジの第１端に配置された第１の構造体と、前記キャリッジの第２端に配置された第２の構造体とのうちの一方と係合するようにそれぞれ構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８１】
請求項８０のサンプル処理システムにおいて、前記キャリッジが前記複数の軸のうちの１つの周りの複数の向きの間で移動するように構成されるように、前記第１および第２の係合構造が前記第１の構造体および前記第２の構造体を互換的に解放および係合するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８２】
請求項８１のサンプル処理システムにおいて、前記第１の係合構造および第２係合構造は磁石であり、前記第１の構造体および第２の構造体は磁気応答材料を含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８３】
請求項８１のサンプル処理システムにおいて、前記第１の係合構造および第２の係合構造は磁気応答性材料を含み、前記第１の構造体および第２の構造体は磁石であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８４】
請求項８０乃至８３のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記第１の係合構造は、前記複数のアームのそれぞれの長さに沿って前記第２の係合構造から遠位に配置されることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８５】
請求項８４のサンプル処理システムにおいて、加速力または減速力が、前記キャリッジを前記複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８６】
請求項８１のサンプル処理システムにおいて、前記キャリッジが歯車アセンブリを具え、前記歯車アセンブリが前記キャリッジを前記複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８７】
請求項８１のサンプル処理システムにおいて、前記キャリッジが求心性ラチェットを具え、前記求心性ラチェットが前記キャリッジを前記複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８８】
請求項６６乃至８７のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、通気口と、前記サンプルチャネルの内部に流体的に接続された通気路とを具え、前記通気口は、前記サンプルチャンバを通る層流を提供するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項８９】
請求項８８のサンプル処理システムにおいて、前記通気口が、前記サンプルチャンバの前記開口部とは反対側の端部に配置されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９０】
請求項６６乃至８９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記サンプルチャンバが長方形であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９１】
請求項６６乃至８９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記サンプルチャンバがシリンジであることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９２】
請求項９１のサンプル処理システムにおいて、前記シリンジは、
アダプタ端部を有するチャンバであって、前記アダプタ端部は、前記マイクロ流体チップに流体的に接続するように構成された開口部を有する、チャンバと、
前記チャンバ内に配置されたシールを有するプランジャと、
前記プランジャの遠位端に取り付けられ、前記プランジャを前進および後退させるように構成されたデプレッサーと、を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９３】
請求項９２のサンプル処理システムにおいて、前記シリンジは、通気口と、前記チャンバの内部に流体的に接続された通気路とを具え、前記通気口は、前記シリンジを通る層流を提供するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９４】
請求項９２または９３のサンプル処理システムにおいて、前記シリンジが二次シリンジプランジャを具え、当該二次シリンジプランジャは前記通気路内に配置され、前記通気路を選択的に開閉するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９５】
請求項９４のサンプル処理システムにおいて、前記二次シリンジは、前記デプレッサーの動きが前記プランジャと前記二次プランジャの両方を前進および後退させるように構成されるように、前記デプレッサーに連結されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９６】
請求項９２乃至９５のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記シリンジのアダプタ端部は、針を受容するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９７】
請求項９１乃至９６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記シリンジは前記マイクロ流体チップから取り外し可能であるように構成され、前記サンプルが注入部位に直接注入されるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９８】
請求項６６乃至９７のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの開口部内に保持され、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの開口部を通って延在していることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項９９】
請求項９８のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って保持されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１００】
請求項９８のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれの面外回転を可能にするように構成された少なくとも１つのピンを用いて、前記複数のアームのそれぞれの開口部に保持されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０１】
請求項１００のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれの面外回転は、前記複数のチャンバのそれぞれを複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０２】
請求項１０１のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、１８０度の回転の間で動くことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０３】
請求項１０１のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれが前記複数のアームのそれぞれの面に沿って位置する向きの間で移動することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０４】
請求項６６乃至１０３のいずれかのサンプル処理システムにおいて、大きなサイズのサンプル成分が前記マイクロ流体チップに入り込んで目詰まりするのを防ぐように構成されたフィルタをさらに具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０５】
請求項１０４のサンプル処理システムにおいて、前記フィルタが、前記生物学的サンプルが目詰まりすることなく前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを通過できるように、前記生物学的サンプル中の組織または組織断片を巨視的凝集体へと切断するように構成されたメッシュを具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０６】
請求項１０３または１０４のサンプル処理システムにおいて、前記フィルタが前記サンプルチャンバに取り付けられていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０７】
サンプルを処理するためのシステムであって、
支持プレートと、
当該支持プレートに結合され、前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、
前記支持プレート上に配置された少なくとも１つのキャリッジとを具え、当該少なくとも１つのキャリッジは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け入れるための少なくとも１つのサンプルチャンバとを受容するように構成され、前記少なくとも１つのキャリッジは、前記支持プレートの面に平行な面内で回転するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０８】
サンプルを処理するためのシステムであって、
支持プレートと、
当該支持プレートに結合され、前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、
前記支持プレート上に配置され、前記支持プレートの面に平行な面内で回転するように構成された少なくとも１つのキャリッジと、
前記少なくとも１つのキャリッジ内に受容されているマイクロ流体チップであって、ポートと、前記マイクロ流体チップの長さに沿って延びる少なくとも１つのマイクロ流体チャネルとを具えるマイクロ流体チップと、
処理するためにサンプルを受容する少なくとも１つのサンプルチャンバであって、前記マイクロ流体チップの第１ポートに流体的に接続され、サンプルが前記少なくとも１つのサンプルチャンバから前記マイクロ流体チップの長さに沿って流れることを可能にするように構成されたサンプルチャンバと、を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１０９】
請求項１０８のサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チップが、約１０ｍｍ〜１００ｍｍの間の長さを有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１０】
請求項１０９のサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さは、前記マイクロ流体チップの長さより短いことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１１】
請求項４６のサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チャネルの幅および深さが、５μｍ〜８ｍｍの間の範囲内であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１２】
請求項１０８乃至１１１のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チップが取り外し可能であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１３】
請求項１０８乃至１１２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが砂時計構造を有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１４】
請求項１０８乃至１１２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが、
前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さに沿って幅が漸減する段階的テーパ部を有する第１領域と、
狭窄領域と、
前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さに沿って幅が漸増する段階的テーパ部を有する第２の領域と、を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１５】
請求項１０８乃至１１２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが、一連の幅が増大する領域および幅が減少する領域を有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１６】
請求項１０８乃至１１２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルがダイヤモンドパターンを有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１７】
請求項１０８乃至１１２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが複数のポケットを含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１８】
請求項１１７のサンプル処理システムにおいて、前記複数のポケットがフィン形状であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１１９】
請求項１０８乃至１１２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが、一連の分岐を含む第１の領域と、分岐したチャネルの対が再結合される第２の領域とを含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１２０】
請求項１０８乃至１１９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが複数のウェルを具え、前記複数のウェルは所定のサイズのサンプルの部分を分類するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１２１】
サンプルを処理する方法であって、
サンプルチャンバ内にサンプルを提供するステップと、
前記サンプルチャンバを複数のキャリッジのうちの少なくとも１つに挿入するステップであって、
前記サンプルチャンバは、少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを有するマイクロ流体チップに流体接続されており、
前記複数のキャリッジのうちの１つは支持プレートに取り付けられており、当該支持プレートは第１の軸の周りを回転するように構成されており、
前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つは、第２の軸の周りを回転するように構成され、前記第２の軸は前記第１の軸と平行である、ステップと、
前記支持プレートを前記第１の軸の周りで回転させるステップとであって、この回転は、前記サンプルチャンバから前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通して前記サンプルチャンバから離れる第１の方向に前記サンプルを駆動するように構成される、ステップとを含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１２２】
請求項１２１のサンプル処理方法において、前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つを前記第２の軸の周りで第２の向きに回転させるステップをさらに含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１２３】
請求項１２１または１２２のサンプル処理方法において、前記支持プレートを前記第１の軸を中心に回転させるステップをさらに含み、この回転は前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通して前記サンプルチャンバに向かう第２の方向に前記サンプルを駆動するように構成されることを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１２４】
請求項１２１乃至１２３のいずれかのサンプル処理方法において、複数のキャリッジのうちの少なくとも１つから前記サンプルチャンバを取り出すステップをさらに含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１２５】
サンプルを処理するためのシステムであって、
複数のアームを有する支持プレートであって、前記複数のアームは、前記支持プレートから半径方向に延在する支持プレートと、
前記支持プレートに結合され、前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、
複数のキャリッジであって、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、支持プレート上の複数のアームのうちの１つに配置され、前記複数のキャリッジのそれぞれは、複数の軸のうちの１つの周りに同軸に配置され、各軸は当該キャリッジが配置されたアームから垂直方向に延在し、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け取るための少なくとも１つのサンプルチャンバとを受けるように構成され、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記複数の軸のうちの１つの周りを回転可能である、複数のキャリッジと、
前記支持プレートを収容するように構成されたケースであって、当該ケースは前記サンプル処理システムからユーザを保護するように構成され、
前記ケースは前記サンプルチャンバへのアクセスを提供するように構成された開口部を具えるケースと、を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１２６】
請求項１２５のサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、通気口と、前記サンプルチャネルの内部に流体連通する通気路とを含み、前記通気口は、前記サンプルチャンバを通る層流をもたらすように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１２７】
請求項１２５または１２６のサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、前記マイクロ流体チップに流体的に接続されている開口部を含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１２８】
請求項１２５乃至１２７のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、処理のためのサンプルを前記少なくとも１つのサンプルチャンバに挿入または取り出すことを可能にするように構成された入口を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１２９】
請求項１２８のサンプル処理システムにおいて、前記入口が前記開口部の反対側に配置されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３０】
請求項１２７乃至１２９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、処理中に前記サンプルが前記チャンバ内に確実に留まるように構成された一方向弁を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３１】
請求項１２５乃至１３０のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記サンプルチャンバの内部は、前記入口に近接する傾斜面を有し、前記傾斜面は、処理後に前記入口の近くに前記サンプルを集めて前記サンプルを容易に取り出せるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３２】
請求項１２５乃至１３１のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記通気口が、前記サンプルチャンバの前記開口部の反対側の端部に配置されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３３】
請求項１２８乃至１３２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記入口がシリンジと係合するように構成され、前記シリンジは前記サンプルを取り出して前記サンプルを標的部位へと直接注入できるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３４】
請求項１２５乃至１３３のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれが前記複数のアームのそれぞれの開口部に保持され、前記複数のチャンバのそれぞれが前記各アームの開口部を通って延在することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３５】
請求項１３４のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って保持されることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３６】
請求項１３４のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれに対して面外回転を可能にするように構成された少なくとも１つのピンを用いて、前記複数のアームのそれぞれの開口部に保持されることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３７】
請求項１３４のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれの面外回転は、複数の向きの間で前記複数のチャンバのそれぞれを動かすように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３８】
請求項１３７のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、１８０度の回転の間で動くことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１３９】
請求項１３７のサンプル処理システムにおいて、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれが前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って位置する向きの間で動くことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４０】
請求項１２５乃至１３９のいずれかのサンプル処理システムにおいて、大きなサイズのサンプル成分が前記マイクロ流体チップに入り込んで目詰まりするのを防ぐように構成されたフィルタをさらに具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４１】
請求項１４０のサンプル処理システムにおいて、前記フィルタが、前記生物学的サンプルが目詰まりすることなく前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを通過できるように前記生物学的サンプルの巨視的凝集体を生成するように構成されるメッシュを含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４２】
請求項１４０のサンプル処理システムにおいて、前記フィルタが前記サンプルチャンバに取り付けられていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４３】
請求項１２５乃至１４２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チップが、約１０ｍｍ〜１００ｍｍの間の長さを有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４４】
請求項１２５乃至１４３のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さは、前記マイクロ流体チップの長さより短いことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４５】
請求項１２５乃至１４４のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チャネルの幅および深さが、５μｍ〜８ｍｍの間の範囲内であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４６】
請求項１２５乃至１４２のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チップが取り外し可能であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４７】
請求項１２５乃至１４６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが砂時計構造を有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４８】
請求項１２５乃至１４６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが、
前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さに沿って幅が漸減する段階的テーパ部を含む第１の領域と、
狭窄領域と、
前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さに沿って幅が漸増する段階的テーパ部を含む第２の領域と、を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１４９】
請求項１２５乃至１４６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが、一連の幅が増大する領域および幅が減少する領域を有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５０】
請求項１２５乃至１４６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルがダイヤモンドパターンを有することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５１】
請求項１２５乃至１４６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが複数のポケットを含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５２】
請求項１５１のサンプル処理システムにおいて、前記複数のポケットがフィン形状であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５３】
請求項１２５乃至１４６のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが、一連の分岐を含む第１の領域と、分岐したチャネルの対が再結合される第２の領域とを含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５４】
請求項１２５乃至１５３のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが複数のウェルを含み、前記複数のウェルが所定のサイズの前記サンプルの部分を分類するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５５】
サンプルを処理するためのシステムであって、
複数のアームを有する支持プレートであって、前記複数のアームは前記支持プレートから半径方向に延在する、支持プレートと、
前記支持プレートに結合され、前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、
複数のキャリッジであって、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記支持プレートの複数のアームのうちの１つに配置され、前記複数のキャリッジのそれぞれは、複数の軸のうちの１つの周りに同軸に配置され、各軸は前記キャリッジが配置されているアームに対して垂直に延在し、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受けるための少なくとも１つのサンプルチャンバとを受容するように構成され、
前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記複数の軸のうちの１つの周りで回転可能である、複数のキャリッジと、
本体部分とカバーとを有するケースであって、
前記本体部分は処理システムを収容するように構成され、
前記カバーは前記本体部分の上に配置され、前記本体部分内に処理システムを密閉し、サンプル処理システムからユーザを保護するように構成された、ケースと、
スピンスタンドであって、
モータと、
当該モータに取り付けられた雄ねじロッドであって、前記モータの回転により回転する雄ねじロッドと、
シリンジを保持するための複数の係合構造を含むプレートであって、
当該プレートは、雌ねじを有するベアリングに取り付けられ、前記雌ねじは前記ロッドの雄ねじと係合するように構成され、前記モータの回転が、前記プレートを垂直方向に上昇または下降させるように構成され、
前記シリンジは、前記少なくとも１つのサンプルチャンバに流体接続するように構成された開口部を有するチャンバと、
前記チャンバ内に配置されたプランジャであって、前記プランジャを前進および後退させると処理のためのサンプルを排出および吸引する、プランジャと、を有するプレートとを具え、
前記プレートは前記プランジャの遠位端を保持し、前記プレートの垂直方向への移動が前記シリンジのチャンバ内で前記プランジャを下降または上昇させて、処理のためにサンプルを排出または吸引することを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５６】
請求項１５５のサンプル処理システムにおいて、前記回転モータが前記ケースのカバーに取り付けられていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５７】
請求項１５５のサンプル処理システムにおいて、前記回転モータが前記ケースの外部に配置されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５８】
請求項１５５乃至１５７のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記プレートが円形であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１５９】
請求項１５５乃至１５７のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記プレートが複数のアームによってベアリングに取り付けられたリングを具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６０】
請求項１５５乃至１５７のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記プレートが、中央の円形プレートと同軸リングとを具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６１】
請求項１５５乃至１６０のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記係合構造がフック形状であり、前記プランジャの遠位端の容易な挿入および取り外しを可能にするように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６２】
請求項１５５乃至１６１のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記マイクロ流体チャンバの第１端の少なくとも１つのサンプルチャンバに取り付けられたとき、または前記マイクロ流体チャンバの第２端の少なくとも１つのサンプルチャンバに取り付けられたときに前記シリンジを固定する複数の離間した係合構造を具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６３】
請求項１５５乃至１６１のいずれかのサンプル処理システムにおいて、前記複数のアームのそれぞれは、前記複数のキャリッジのそれぞれに配置された対応する構造体と係合するように構成されて前記複数のキャリッジのそれぞれを第１の向きに保持するように構成された係合構造をさらに具えることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６４】
請求項１６３のサンプル処理システムにおいて、前記係合構造は、前記キャリッジが前記複数の軸のうちの１つの周りの複数の向きの間で移動するように構成されるように、対応する構造体と解放および係合するように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６５】
請求項１６３のサンプル処理システムにおいて、前記係合構造は磁石を含み、前記対応する構造体は磁気応答材料を含むことを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６６】
請求項１６３のサンプル処理システムにおいて、前記係合構造は磁気応答性材料を含み、前記対応する構造は磁石であることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６７】
請求項１６３のサンプル処理システムにおいて、加速力または減速力が、前記キャリッジを複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６８】
請求項１６３のサンプル処理システムにおいて、前記キャリッジが歯車アセンブリを具え、該歯車アセンブリが前記キャリッジを前記複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１６９】
請求項１６３のサンプル処理システムにおいて、前記キャリッジが求心性ラチェットを具え、前記求心性ラチェットが前記キャリッジを前記複数の向きの間で移動させるように構成されていることを特徴とするサンプル処理システム。
【請求項１７０】
サンプルを処理するための方法であって、
少なくとも１つのサンプルチャンバにサンプルを提供するステップと、
前記サンプルチャンバを複数のキャリッジのうちの少なくとも１つに挿入するステップであって、
前記サンプルチャンバは、少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを有するマイクロ流体チップに流体接続され、前記複数のキャリッジのうちの１つは支持プレートに取り付けられ、前記支持プレートは第１の軸の周りを回転するように構成され、
前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つは第２の軸の周りを回転するように構成され、前記第２の軸は前記第１の軸と平行である、ステップと、
シリンジを前記サンプルチャンバに固定するステップであって、
前記シリンジの開口部は前記サンプルチャンバに流体的に接続され、前記シリンジのプランジャの遠位端はプレートに取り外し可能に取り付けられ、
前記プレートはモータに取り付けられ、回転可能であり、垂直方向に移動可能であり、
前記プレートを垂直方向に移動させると、前記シリンジのバレル内で前記プランジャが上下して、前記サンプルチャンバ内で処理するためにサンプルを排出または吸入する、ステップと、
前記支持プレートを前記第１の軸の周りで回転させるステップであって、この回転は、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通して前記サンプルチャンバから離れる第１の方向に前記サンプルを駆動するように構成されるステップとを含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１７１】
請求項１７０のサンプル処理方法において、前記プランジャが前記シリンジのバレル内で下降して処理のためにサンプルを前記サンプルチャンバ内に排出するように前記プレートを垂直方向に下降させるステップをさらに含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１７２】
請求項１７１のサンプル処理方法において、前記プランジャが前記シリンジのバレル内で上昇して処理のためにサンプルを前記サンプルチャンバから取り出すように前記プレートを垂直方向に上昇させるステップをさらに含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【請求項１７３】
請求項１７０乃至１７３のいずれかのサンプル処理方法において、前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つを前記第２の軸の周りで第２の向きへと回転させるステップをさらに含むことを特徴とするサンプル処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
［０００１］
本出願は、２０１６年６月８日出願の米国仮特許出願番号第６２／３４７，２９０号に優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。３５ＵＳＣ第１１９条およびその他の該当する法律に従って優先権が主張されている。
【０００２】
［０００２］
技術分野は、一般に、生細胞、および／または組織、試薬、粒子、および流体に剪断応力を加えるための装置および方法に関する。特に、技術分野は、生細胞、および／または組織、試薬、粒子、および流体に剪断応力を加えるためのマイクロ流体ベースの装置と組み合わせて回転力を利用することに関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］
組織を処理するために様々な技術および手順が利用されている。いくつかの用途では、化学物質や酵素が組織に添加されて、より大きな塊または組織の凝集体が、より小さな断片に粉砕される。例えば、コラゲナーゼ、トリプシン、またはディスパーゼなどの消化酵素が、脂肪組織などの組織を消化するために使用される。そのような酵素処理には、典型的には洗浄、それに続く酵素分解および遠心分離が含まれる。この酵素アプローチは、消化酵素の活性レベルが異なるために変異が生じる場合がある。さらに、これらの方法は、細菌に由来する高価な酵素を含む試薬の追加費用を必要とし、完了までにかなり時間がかかり、さらに酵素汚染の影響を最小限にするための追加の処理工程および／または洗浄工程を必要とする。
【０００４】
［０００４］
脂肪組織を含む組織を処理するための非酵素的アプローチも開発されている。例えば、脂肪組織から間質血管細胞群を単離するために、超音波キャビテーションが提案されている。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第８，４４０，４４０号を参照されたい。さらに他の方法は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際特許公開ＷＯ２０１４／０３６０９４号に開示されているものなど、脂肪組織を均質化するビーズの使用を含む。米国特許第９，５８０，６７８号（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）は、腫瘍組織を破壊するために用いられる拡張領域および狭窄領域を有する複数の連続配置されたチャネルまたはステージを使用するマイクロ流体腫瘍分離デバイスを開示する。シリンジポンプを使用して、腫瘍組織をマイクロ流体装置に前後に通している。
【０００５】
［０００５］
脂肪組織といった組織の処理は、脂肪組織が軟組織の欠陥を満たすためにある場所から別の場所に移される（すなわち、脂肪移植）形成外科や再生外科の分野において特に重要である。細胞補助リポトランスファー（ＣＡＬ）は、脂肪移植片への間質血管細胞群（ＳＶＦ）の添加を伴う技術であり、脂肪移植片の留置において有意な改善をもたらした。典型的には、ＳＶＦは、酵素コラゲナーゼを用いた短い消化ステップによって脂肪組織から採取される。より最近では、「ナノ脂肪グラフト」と呼ばれる技術が開発され、それは標準的な吸引脂肪を２つの連結されたシリンジの間を手動で素早く通過させることによって均質化し、その後に均質化した吸引脂肪を人間の患者に再注入して、外見上のしわ取りや色素沈着の修正を行うものである。ナノ脂肪処理方法は、ＳＶＦを機械的に解離させる手段として役立ち得ることもまた見出されたが、細胞にストレスをかけるので多型潜在性さらには多能性の集団も生成する。例えば、ナノ脂肪由来のＳＶＦは、間葉系幹細胞（ＭＳＣ）、脂肪由来幹細胞（ＡＤＳＣ）、内皮前駆細胞（ＥＰＣ）、およびＭｕｓｅ細胞の割合が高いことが知られている。細胞に加えられるストレス量は幹様特性と直接相関すると仮定された。
【０００６】
［０００６］
例えば、ＭＳＣは、糖尿病性潰瘍の治療に利用することができる。同種移植片のような糖尿病性足部潰瘍の現在の治療は費用がかかり、そして患者の拒絶反応の可能性のせいで効果的でない場合がある。そのような潰瘍が治療されなかったら、患者は四肢切断しなければならず、それは以降のさらなる健康上の合併症をもたらす。これらの潰瘍を治療するための１つの革新的な解決策は、これらの潰瘍の直接治療のためにＭＳＣを用いるものである。しかしながら、そのような細胞を得るための現在のアプローチは、長く、複雑で、そして細胞収率、量および再現性に関して変動的な結果をもたらす。処理組織を得るための迅速で費用対効果の高い方法が必要とされていた。
【発明の概要】
【０００７】
［０００７］
効率的、効果的かつ再現可能な方法で組織を処理するための装置、システム、および方法の必要性の観点から、そのような装置、方法、およびシステムの様々な実施形態、ならびに対象を治療または投与するための細胞の開発、生産またはその他の調製のためにそれらを使用することが本書に提供されている。
【０００８】
［０００８］
いくつかの実施形態では、受容要素を含む中央部分と、それぞれが複数のキャリッジと可逆的に相互作用するように構成された複数の相互作用領域を含む側方部分と、それぞれが支持プレートの側方部分に機能的に連結されるように構成された複数のキャリッジとを有する支持プレートを具える生体サンプル処理システムが提供される。
【０００９】
［０００９］
いくつかの実施形態では、受容要素はモータの駆動シャフトと可逆的に相互作用するように構成され、このモータは支持プレートに遠心運動を加えるように構成される。一実施形態では、中央部分はモータの駆動シャフトの回転軸に垂直な平面内にあり、側方部分は中央部分から半径方向に延び、少なくとも部分的に前記中央部分の平面に平行する平面内にある。
【００１０】
［００１０］
いくつかの実施形態では、複数のキャリッジのそれぞれは、第１端と第２端と、当該第１端と第２端との間に延びる基部と、処理のためにサンプルを受け取るように構成された少なくとも１つのサンプルチャンバに流体結合されたマイクロ流体チップと可逆的に相互作用するように構成される受入領域とを含む。いくつかの実施形態では、複数のキャリッジのそれぞれは、基部から実質的に直交して延在し、側方部分の複数の相互作用領域のうちの１つと相互作用する（例えば、接続する、取り付ける、または他の相互作用する）ように構成されたポスト、ロッド、シャフト、または他の伸長部を含む。いくつかの実施形態では、複数のキャリッジのそれぞれは、複数の軸のうちの１つの周りに同軸に配置され、動作中、各軸は、モータの駆動シャフトの回転軸と実質的に平行に延在し、複数のキャリッジはそれぞれ、複数の軸のうちの１つの軸の周りで少なくとも間欠的に回転可能である。実施形態によっては、キャリッジは様々な度合いで回転することができる。例えば、いくつかの実施形態では、キャリッジは、約１８０度の弧を通って回転するように案内される。
【００１１】
［００１１］
いくつかの実施形態において、システムは、システムに従ってサンプルを保持し処理するのに役立つ少なくとも１つのマイクロ流体チップをさらに含む。いくつかの実施形態において、各マイクロ流体チップは、第１端と第２端との間に位置する中央本体部分と、第１端と第２端との間に延びる少なくとも１つのマイクロ流体チャネルとを含み、この少なくとも１つのチャネルは、第１端から第２端までサンプルが通過可能なように構成された変化する寸法を有する。いくつかの実施形態では、第１端および第２端はそれぞれ、サンプルチャンバと流体的に相互作用するように構成されている。使用の便宜のために、個々のマイクロ流体チップはそれぞれ、対応するキャリッジ上の対応する受入領域内に収まるように寸法決めされている。いくつかの実施形態では、各マイクロ流体チップは、第１端および第２端のそれぞれでサンプルチャンバに可逆的に流体的に結合されている。
【００１２】
［００１２］
任意選択で、いくつかの実施形態は、通気口と、サンプルチャンバの内部に流体的に接続された通気路とを含むサンプルチャンバを具える。いくつかの実施形態では、各サンプルチャンバは、アダプタを介してマイクロ流体チップに可逆的に流体的に連結されている。
【００１３】
［００１３］
いくつかの実施形態では、各キャリッジは、当該キャリッジの第１端および第２端に捕捉要素を具え、当該捕捉要素は支持プレートの側方部分の解放要素と連通するように構成されており、前記捕捉要素と解放要素との間の連通により、複数のキャリッジの各々の間欠回転が可能となる。換言すれば、捕捉要素が解放要素との係合を解除するかそうでなくても解放要素との相互作用を停止させる信号（または力、またはその消失）があるまで、捕捉要素はキャリッジを所望の位置に保持するように作用し、その後はキャリッジが回転可能とし、続いてキャリッジの動きを停止させるために捕捉要素が再係合するようにする（いくつかの実施形態では、これにより、組織処理プロトコル内の所望の時間に１８０度の円弧を通してキャリッジを回転させることができる）。いくつかの実施形態では、捕捉要素は第１の極性の磁石を含み、解放要素は反対の極性の磁石を含む。
【００１４】
［００１４］
いくつかの実施形態では、支持プレートの側方部分は円板を有し、前記相互作用領域は円板の周囲に円周方向に間隔を置いて配置されている。いくつかのそのような実施形態では、側方部分および中央部分は一体構造であるが、他の実施形態では、支持プレートは使用前に接続または一体化される複数の部品を具える。
【００１５】
［００１５］
いくつかの実施形態では、支持プレートの側方部分は複数のアームを含み、各アームは対応する相互作用領域を有する。一実施形態では、アームおよび中央部分は一体構造である。さらなる実施形態では、アームと中央部分は互いに接合された別々の構造体である。いくつかの実施形態では、アームは中央部分に対してヒンジ結合されている。いくつかのそのような実施形態では、ヒンジは、動作中にアームがモータの駆動シャフトの回転軸と実質的に平行な軸の平面内で移動することを可能にする。いくつかの実施形態では、これにより、静かな起動および停止プロセスが可能になり、遠心力の急激な印加または消失によって細胞／組織サンプルが破壊されない。
【００１６】
［００１６］
いくつかの実施形態では、側方部分の相互作用領域は、対応するキャリッジからポスト（または他の構造体）を受け入れる貫通孔を有する。いくつかの実施形態では、この受入領域はキャリッジの基部の上面に配置されている。いくつかの実施形態では、ポストはキャリッジの基部の底面から延在する。そのような実施形態では、ポスト（または他の構造体）はキャリッジの底部から延在し、側方部分（例えばアーム）の貫通孔（受入領域）を通過して、例えばナット、ピン、クランプまたは他のそのような機構によって固定される（側方部分に対する回転は可能である）。いくつかの実施形態では、各キャリッジの間欠回転は、側方部分に配置された歯車と各キャリッジの回転を引き起こす固定歯との相互作用によって達成される。
【００１７】
［００１７］
いくつかの実施形態では、側方部分は少なくとも３つのアームを具え、３つのアームのそれぞれは、第１端および第２端を含む少なくとも３つのキャリッジのうちの１つと相互作用するように構成された相互作用領域を有し、各キャリッジは少なくとも３つのマイクロ流体チップのうちの１つと可逆的に相互作用するように構成されており、各チップが第１端、第２端、およびそれらの間の本体部を有し、マイクロ流体チップの各端部がサンプルチャンバに流体的に結合され、チップの本体部が前記第１端と第２端の間に延びる複数のマイクロ流体経路を有し、前記キャリッジは、前記第１端が前記中央部分の受容要素から第１の距離にある第１の場所に配置される第１の位置と、前記第１端が前記中央部分の受容要素から第２の距離にある第２の場所に配置される第２の位置との間で間欠的に回転するように構成され、前記第１の距離は第２の距離より大きい。
【００１８】
［００１８］
実施形態によっては、システムは任意選択的にエンクロージャを含むことができ、当該エンクロージャはシステムを外部環境から分離する。
【００１９】
［００１９］
実施形態によっては、前記システムは任意選択的に、前記駆動シャフトに動作可能に接続されたモータをさらに具える。いくつかの実施形態では、前記モータは、前記モータの回転速度の制御を実現するコントローラユニットによって制御され、前記コントローラユニットは、ユーザが組織を処理するためのプロトコルをプログラム（または事前プログラムから選択）できるようにするインターフェースを具える。
【００２０】
［００２０］
生物学的サンプルを処理するための方法もまた本明細書に提供される。例えば、いくつかの実施形態では、生物学的サンプルを処理する方法において、マイクロ流体チップと流体結合するように構成された第１のサンプルチャンバに生物学的サンプルを装填するステップを具え、当該チップは第１端と第２端との間に延在する中央本体部分を有し、前記第１端は前記第１のサンプルチャンバと流体結合し、前記第２端は第２のサンプルチャンバと流体結合しており、少なくとも１つのマイクロ流体チャネルが前記第１端と第２端との間に延在し、当該少なくとも１つのチャネルは、その寸法が変化し、前記第１端から第２端までサンプルを通過させるように構成され、マイクロ流体チップを遠心力装置の一部である複数のキャリッジのうちの１つの受入領域と可逆的に結合し、前記遠心力装置は、中央部分と側方部分とを有する支持プレートを具え、前記側方部分は前記中央部分から半径方向に延在し、前記中央部分の平面に平行な平面内に位置し、前記キャリッジはそれぞれ前記支持プレートの側方部分に動作可能に連結され、第１端と、第２端と、前記第１端および第２端の間に延びる基部とを具え、前記基部が前記受入領域を含み、各キャリッジは、前記中央部分の平面に対して実質的に垂直な軸の周りを回転可能に構成され、前記キャリッジは、前記第１端が前記支持プレートの中央部分から第１の距離に配置された第１の位置から開始し、前記第２端が前記支持プレートの中央部分から第１の距離に配置されるように前記第２端が配置された第２の位置へと回転可能であり、前記遠心力装置に回転力を加えることによって、サンプルを、マイクロ流体チップの第１端に連結された第１のサンプルチャンバから、前記第１端と第２端の間に延在する少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通り、前記第２のサンプルチャンバへと通過させ、前記第１端と第２端の間で前記キャリッジを回転可能とし、さらなる回転力を加えて、サンプルを、前記第２のサンプルチャンバから前記第２端と第１端の間に延在する少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを介して前記第１のサンプルチャンバへ戻す。いくつかの実施形態では、生体サンプルは脂肪組織を含むが、本明細書に開示されるシステムおよび方法を用いて他の種類の組織を処理することもできる。例えば、脂肪組織、腫瘍組織、細胞調製物、脂肪吸引物、培養細胞などを容易に処理することができる。
【００２１】
［００２１］
さらに、いくつかの実施形態では、垂直に配向された回転チャックに結合されたモータと、支持プレートの周りに半径方向に配置された複数の回転可能キャリッジを含む支持プレートとを具えるサンプル処理システムが提供され、前記支持プレートは前記回転チャックに搭載されるか固定され、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップは、前記回転可能キャリッジのうちの１つに配置され、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップは、当該マイクロ流体チップの第１ポートから前記マイクロ流体チップの反対側の端部に配置された第２ポートまで延在する１またはそれ以上のマイクロ流体チャネルによって形成される流路を画定する。
【００２２】
［００２２］
いくつかの実施形態では、このようなシステムは、前記回転可能キャリッジ内に配置された第１のサンプル保持チャンバと第２のサンプル保持チャンバとを具え、前記第１のサンプル保持チャンバは、前記第１ポートを介して少なくとも１つのマイクロ流体チップに流体結合し、第２のサンプル保持チャンバは、前記第２ポートを介して少なくとも１つのマイクロ流体チップに流体的に結合されている。いくつかの実施形態において、第１のサンプル保持チャンバおよび第２のサンプル保持チャンバは、第１ポートと第１のサンプル保持チャンバとの間、および第２ポートと第２のサンプル保持チャンバとの間にそれぞれ挿入されたアダプタを介して少なくとも１つのマイクロ流体チップに流体結合される。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップは、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップ内に配置された第１のサンプル保持チャンバと第２のサンプル保持チャンバとを具える。
【００２３】
［００２３］
いくつかの実施形態では、支持プレートは複数のアームを含み、複数のアームのそれぞれは１つの回転可能キャリッジを保持する。いくつかのそのような実施形態では、前記複数のアームは個別の中央ハブに固定されている。いくつかの実施形態では、前記支持プレートが、その内部またはその上に配置され、前記回転可能キャリッジの一端に隣接配置された第１の磁気要素を具える。
【００２４】
［００２４］
あるいは、いくつかの実施形態では、前記回転可能キャリッジは、前記支持プレートに搭載された歯車アセンブリ内に配置された歯車セットに結合され、前記歯車セットは前記歯車アセンブリの半径方向外側部分に露出した歯車を有する。いくつかの実施形態では、前記歯車アセンブリまたは前記支持プレートが、その中に配置された静止磁石をさらに具え、前記回転可能キャリッジが、その両端に配置された一対の磁気要素を具える。
【００２５】
［００２５］
いくつかの実施形態では、前記複数の回転可能キャリッジは、前記支持プレートの回転面と実質的に平行な面内で回転可能である。いくつかの実施形態では、前記複数の回転可能キャリッジは、前記支持プレートの回転面に対して実質的に直交する面内で回転可能である。
【００２６】
［００２６］
いくつかの実施形態では、システムがさらに、前記複数の回転可能キャリッジのそれぞれの下の支持プレートに配置された電磁石を具え、前記回転可能キャリッジは、前記支持プレートに形成された開口を通って延びる磁気ポスト要素を具える。
【００２７】
［００２７］
いくつかの実施形態では、前記マイクロ流体チップは、流路の中央領域において狭窄部で合流する一対のテーパ領域によって形成されたマイクロ流体チャネルを有する流路を具える。いくつかの実施形態では、前記テーパ領域は連続する複数のテーパ領域を含む。一実施形態では、前記テーパ領域は階段状の複数のテーパ領域を含む。さらなる実施形態では、流路は、チャネルの長さに沿って拡がった複数の拡張領域および狭窄領域を有するマイクロ流体チャネルを含む。いくつかの実施形態では、前記複数の拡張領域および狭窄領域は、前記マイクロ流体チャネル内の湾曲した壁によって画定される。いくつかの実施形態では、前記複数の拡張領域および狭窄領域は、前記マイクロ流体チャネル内の傾斜壁によって画定される。いくつかの実施形態では、流路は、前記マイクロ流体チャネルの長さに沿って配置された複数のフィン形状のポケットを有するマイクロ流体チャネルを含む。いくつかの実施形態では、流路は、寸法が拡大された複数の分岐チャネルと再結合する、寸法が縮小された複数の分岐チャネルを含む。一実施形態では、各分岐チャネルは分岐部を含む。さらなる実施形態では、各分岐部は鋭利な縁部を含む。
【００２８】
［００２８］
いくつかの実施形態では、前記第１のサンプル保持チャンバおよび第２のサンプル保持チャンバのうちの少なくとも一方はシリンジバレル、例えば標準の２ｍＬ、５ｍＬ、１０ｍＬ、２０ｍＬ、または６０ｍＬのシリンジバレルを具える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのマイクロ流体チップと前記第１のサンプル保持チャンバまたは第２のサンプル保持チャンバのうちの１つとの間に挿入されたフィルタをさらに具える。いくつかの実施形態では、前記フィルタは、マイクロ流体チップの上流または前に配置され、前記マイクロ流体チップの目詰まりを防ぐためにサンプルを濾過するように構成される。いくつかの実施例では、上流のフィルタは、組織または組織片を切断または微細化して、目詰まりすることなくサンプルがマイクロ流体チップを通過できるように構成されたメッシュを含むことができる。サンプルの切断または微細化は、前記マイクロ流体チップにおけるマイクロ流体剪断の目的のための巨視的凝集塊を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、前記フィルタは、前記マイクロ流体チップの下流または後に配置されて、特定のサイズのサンプルのみを回収するために装置を通過させるようにする。
【００２９】
［００２９］
いくつかの実施形態では、システムはまた、回転可能キャリッジ内に配置され、前記マイクロ流体チップの第１ポートに結合されたサンプル保持チャンバと、前記マイクロ流体チップの第２ポートに結合されたシリンジとを具え、前記シリンジは前記マイクロ流体チップの回転面にほぼ直交するように搭載される。いくつかの実施形態では、本書記載のシステムは、前記シリンジのプランジャに連結され垂直方向に移動可能なプレートまたはリングを任意に含み得る。いくつかの実施形態では、前記垂直方向に移動可能なプレートまたはリングは、回転式のねじ付きロッドに取り付けられた雌ねじベアリングを具える。任意選択で、特定の実施形態は、前記ねじ付きロッドに結合された第２のモーターをさらに含む。
【００３０】
［００３０］
いくつかの実施形態では、前記システムの第１のサンプル保持チャンバおよび第２のサンプル保持チャンバの少なくとも一方は、内部に配置された一方向弁を有する入口を具える。
【００３１】
［００３１］
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるシステムを使用する方法が提供され、支持プレートを回転させて第１ポートを介して少なくとも１つのマイクロ流体チップの１つ以上のマイクロ流体チャネルにサンプルを移動させ、第２ポートから出すステップと、前記少なくとも１つのマイクロ流体チップを含む回転可能キャリッジを、約１８０°にわたって回転させるステップと、前記支持プレートを回転させて、第２ポートを介してサンプルを１つ以上のマイクロ流体チャネルに移動させ、第１ポートから出すステップと、少なくとも１つのマイクロ流体チップを含む回転可能キャリッジを、約１８０°にわたって回転させるステップと、サンプルが所望の程度に処理されるまで、これらのステップを複数回繰り返すステップとを具える。
【００３２】
［００３２］
いくつかのそのような方法では、サンプルは、第１ポートに流体結合された第１のサンプル保持チャンバと第２ポートに流体結合された第２のサンプル保持チャンバとの間を移動する。いくつかの実施形態では、前記第１のサンプル保持チャンバおよび第２のサンプル保持チャンバの少なくとも一方がシリンジバレルを具える。
【００３３】
［００３３］
いくつかの実施形態では、サンプルは腫瘍組織を含む。いくつかの態様において、サンプルは脂肪組織を含む。いくつかの実施形態では、サンプルは１またはそれ以上の試薬を含む流体を含む。いくつかの実施形態では、サンプルは粒子（例えば、ナノ粒子、磁性粒子、試薬または抗体で被覆された粒子など）を含む。いくつかの実施形態において、サンプルは細胞含有流体を含む。
【００３４】
［００３４］
いくつかの実施形態において、組織を処理した後、本明細書に開示される方法は、処理した組織（例えば脂肪組織）を対象に注入することをさらに含む。
【００３５】
［００３５］
上記のシステム、装置および方法を補足して、サンプルを処理するためのシステムも提供され、これは前記支持プレートから半径方向に延びる複数のアームを含む支持プレートと、前記支持プレートに結合され、前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、各々が支持プレート上の複数のアームのうちの１つに配置された複数のキャリッジとを具え、前記複数のキャリッジのそれぞれは、それぞれ前記キャリッジが配置されたアームから垂直に延在する複数の軸のうちの１つの周りに同軸に配置され、前記複数のキャリッジのそれぞれは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け取るための少なくとも１つのサンプルチャンバとを収容するように構成され、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、前記マイクロ流体チップに流体結合された開口を有し、前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記複数の軸のうちの１つの周りで回転可能である。
【００３６】
［００３６］
いくつかの実施形態では、システムは、前記モータを駆動するように構成されたコントローラをさらに含み、前記コントローラは、前記モータの回転速度または毎分回転数（ＲＰＭ）を調整するように構成されている。いくつかの実施形態では、前記コントローラは、所定のスピンプログラムまたは動作シーケンスで調整可能またはプログラム可能である。いくつかの実施形態において、前記コントローラは、前記モータの回転速度を、サンプルが前記マイクロ流体チップの第１端から前記マイクロ流体チップの第２端まで流れるようなＲＰＭ速度まで上昇させるように構成される（または構成可能である）。いくつかの実施形態では、前記コントローラは、前記複数のキャリッジのそれぞれが複数の軸のうちの１つの周りで回転するように、モータのＲＰＭを加速または減速するように構成される。
【００３７】
［００３７］
いくつかの実施形態において、前記複数のキャリッジのそれぞれは、複数の軸のうちの１つの周りで１８０度回転するように構成される。さらに、いくつかの実施形態では、前記複数のキャリッジのそれぞれは、第１のサンプルチャンバおよび第２のサンプルチャンバを受容するように構成され、前記第１のサンプルチャンバはマイクロ流体チャンバの第１端に配置され、前記第２のサンプルチャンバはマイクロ流体チャンバの第２端に配置される。
【００３８】
［００３８］
いくつかの実施形態は、アダプタを使用して前記マイクロ流体チップの端部に取り付けられた少なくとも１つのサンプルチャンバを具える。前記アダプタは、ルアースリップ、スリップチップコネクタ、ルアーロック、および回転カラーのうちの１つを含み得る。前記アダプタは、実施形態によって、そしてまた前記マイクロ流体チップが使い捨てであるか再使用可能（例えば、滅菌可能）であるかに応じて、金属またはポリマー材料を含み得る。
【００３９】
［００３９］
いくつかの実施形態では、前記支持プレートはケースの内側に配置され、当該ケースはサンプルを処理するシステムからユーザを保護するように構成される。前記ケースは、プラスチック材料または金属のような任意の材料を含み、この材料は、低真空圧力、低温、熱変化、または前記支持プレートの遠心回転によって生じる破片によるケースの貫通または破裂を防ぐのに十分な厚さで提供される。いくつかの実施形態では、必要に応じて、前記ケースは、サンプルを入れる、サンプルを取り出す、または１つ以上のキャリッジを手動で回転させるために開閉されるように構成される。いくつかの実施形態では、前記ケースは光学的に透明であり、サンプルを処理するためのシステムの動作を観察できるように構成されている。
【００４０】
［００４０］
複数のアームを有する実施形態では、複数のアームのそれぞれが、第１の係合構造と、当該第１の係合構造から距離を置いて配置された第２の係合構造とをさらに具え、これら第１の係合構造と第２の係合構造はそれぞれ、前記キャリッジの第１端に配置された第１の構造と、前記キャリッジの第２端に配置された第２の構造とのうちの１つと係合するように構成される。いくつかのそのような実施形態において、第１および第２の係合構造は、前記キャリッジが前記複数の軸のうちの１つの周りの複数の配向間で移動可能に構成されるように、互換的に、前記第１の構造および第２の構造を解放および係合するように構成される。
【００４１】
［００４１］
いくつかの実施形態では、前記第１の係合構造および第２の係合構造は磁石であり、前記第１の構造および第２の構造は磁気応答材料を含む。いくつかの実施形態では、前記第１の係合構造および第２の係合構造は磁気応答材料を含み、前記第１の構造および第２の構造は磁石である。いくつかの実施形態では、前記第１の係合構造は、前記複数のアームのそれぞれの長さに沿って前記第２の係合構造から遠位に配置されている。前記キャリッジを移動させるために、いくつかの実施形態では、加速力または減速力が前記キャリッジを複数の配向間で移動させるように構成される。いくつかの実施形態では、前記キャリッジは歯車アセンブリを具え、当該歯車アセンブリは前記キャリッジを複数の配向間で移動させるように構成される。いくつかの実施形態では、前記キャリッジは求心性ラチェットを具え、当該求心性ラチェットは前記キャリッジを複数の配向間で移動させるように構成される。
【００４２】
［００４２］
マイクロ流体チップを通るサンプルの適切な流れを実現するために、いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、通気口と、サンプル流路の内部に流体接続された通気路とを具え、この通気路は（例えば、真空を防ぐことによって）サンプルチャンバを通る層流を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、通気口は開口部としてサンプルチャンバの反対側の端部に配置されている。実施形態によっては、前記サンプルチャンバは、長方形、正方形、楕円形、円柱形、長円形、または他の多角形形状を含む任意の所望の形状とすることができる。一実施形態では、前記サンプルチャンバは長方形である。いくつかの代替実施形態では、前記サンプルチャンバはシリンジである。いくつかのそのような実施形態では、シリンジは、前記マイクロ流体チップに流体接続するように構成される開口部を有するアダプタ端部を有するチャンバと、前記チャンバ内に配置されたシールを含むプランジャと、前記プランジャの遠位端に取り付けられ、当該プランジャを前進および後退させるように構成されたデプレッサーとを具える。いくつかの実施形態では、前記シリンジは、チャンバの内部に流体接続された通気口および通気チャネルを含み、前記通気口は、シリンジを通る層流を提供するように構成される。さらに、いくつかの実施形態では、前記シリンジは、二次シリンジプランジャを任意で含むことができ、当該二次シリンジプランジャは前記通気チャネル内に配置され、前記通気チャネルを選択的に開閉するように構成される。そのような実施形態では、二次シリンジは、デプレッサーの動きがプランジャおよび二次プランジャの両方を前進および後退させるように構成されるように、任意でデプレッサーに連結される。いくつかの実施形態では、前記シリンジのアダプタ端部は針を受容するように構成される。いくつかの実施形態では、前記シリンジは前記マイクロ流体チップから取り外し可能であるように構成され、サンプルは注入部位に直接注入されるように構成される。
【００４３】
［００４３］
いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバ（例えば、マイクロ流体チップを保持するためのチャンバ）のそれぞれは、前記複数のアームの各々の開口部内に保持され、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの開口部を通って延在する。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って保持されている。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれが面外回転できるように構成された少なくとも１つのピンで、前記複数のアームのそれぞれの開口部に保持される。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれの面外回転は、複数の配向間で複数のチャンバのそれぞれを動かすように構成される。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは（面内であれ面外であれ）１８０°の回転の間で移動する。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれが前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って位置する向きの間で移動する。
【００４４】
［００４４］
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるシステムは、大きなサイズのサンプル成分がマイクロ流体チップに入り込み目詰まりさせるのを防ぐように構成された少なくとも１つのフィルタをさらに具える。いくつかの実施形態では、フィルタをサンプルチャンバに取り付けて、サンプルをマイクロ流体チップのマイクロ流体流路入り込む前にサンプルを濾過する。いくつかの実施形態では、フィルタは、前記マイクロ流体チップの上流または前に配置され、マイクロ流体チップの目詰まりを防ぐためにサンプルを濾過するように構成される。いくつかの実施例では、上流のフィルタは、組織または組織片を切断または微細化して、サンプルがマイクロ流体チップを目詰まりすることなく通過できるように構成されたメッシュを含むことができる。サンプルの切断または微細化は、マイクロ流体チップ内でマイクロ流体剪断の目的のための巨視的凝集塊を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、前記フィルタは、前記マイクロ流体チップの下流または後に配置されて、特定のサイズのサンプルのみを回収するために装置を通過させるようにする。
【００４５】
［００４５］
さらなるシステムが本明細書に提供されている。例えば、サンプルを処理するためのシステムは、支持プレートと、当該支持プレートに結合され前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、前記支持プレート上に配置された少なくとも１つのキャリッジであって、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け入れる少なくとも１つのサンプルチャンバとを受容するように構成され、前記支持プレートの平面に平行な平面内で回転するように構成された少なくとも１つのキャリッジとを具える。
【００４６】
［００４６］
さらに、支持プレートと、当該支持プレートに結合され前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、前記支持プレート上に配置された少なくとも１つのキャリッジとを具え、前記少なくとも１つのキャリッジは、前記支持プレートの平面と平行な平面内で回転するように構成され、マイクロ流体チップが前記少なくとも１つのキャリッジ内に収容されており、当該マイクロ流体チップは、ポートと、前記マイクロ流体チップの長さに沿って延びる少なくとも１つのマイクロ流体チャネルとを有し、処理のためにサンプルを受け取るための少なくとも１つのサンプルチャンバであって、前記マイクロ流体チップの第１ポートに流体接続され、サンプルが前記少なくとも１つのサンプルチャンバから前記マイクロ流体チップの長さに沿って流れることを可能にするように構成された少なくとも１つのサンプルチャンバを具えるサンプル処理システムが提供される。
【００４７】
［００４７］
いくつかの実施形態では、前記マイクロ流体チップは約１０ｍｍ〜１００ｍｍの間の長さを有する。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さは、前記マイクロ流体チップの長さより短い（または等しい）。いくつかの実施形態では、前記マイクロ流体チャネルの幅および深さは、５μｍ〜８ｍｍの間の範囲内である。いくつかの実施形態では、前記マイクロ流体チップは取り外し可能であることを理解されたい。
【００４８】
［００４８］
マイクロ流体チャネルは、実施形態や処理される組織に応じて様々な構成を有することができる。例えば、一実施形態では、前記マイクロ流体チャネルは砂時計状の構成を有する。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルは、当該少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さに沿って幅が徐々に減少する階段状テーパを含む第１の領域と、狭窄領域と、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルの長さに沿って幅が徐々に増大する階段状テーパを含む第２の領域とを有する。さらなる実施例では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルは、幅が増大する一連の領域と、幅が減少する一連の領域とを有する。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルはダイヤモンドパターンを有する。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルは複数のポケットを具え、これらのポケットは任意でフィン形状である。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルは、一連の分岐部を含む第１の領域と、分岐したチャネル対が再結合される第２の領域とを含む。さらなる実施形態では、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルは複数のウェルを含み、当該複数のウェルは所定のサイズのサンプルの部分をソートするように構成される。
【００４９】
［００４９］
さらに追加の方法が本明細書において提供され、例えば、サンプルチャンバ内のサンプルを含むサンプルの処理方法であって、複数のキャリッジのうちの少なくとも１つに前記サンプルチャンバを挿入するステップであって、前記サンプルチャンバは少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを含むマイクロ流体チップに流体接続されており、前記複数のキャリッジのうちの１つが支持プレートに取り付けられ、当該支持プレートは第１の軸の周りを回転するように構成されており、前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つが第２の軸の周りを回転するように構成されており、前記第２の軸は前記第１の軸と平行である、ステップと、前記第１の軸の周りで前記支持プレートを回転させるステップであって、この回転が、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通して前記サンプルチャンバからサンプルを遠ざかる第１の方向に駆動するように構成される、ステップとを具える。いくつかの実施形態では、この方法は、前記第２の軸の周りで前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つを第２の向きに回転させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、この方法はさらに、前記支持プレートを前記第１の軸の周りに回転させるステップを含み、この回転が、前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通してサンプルチャンバに向かう第２の方向にサンプルを駆動するように構成される。さらに、この方法は任意で、前記サンプルチャンバを前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つから取り出すステップを含む。
【００５０】
［００５０］
さらなるシステムが提供され、これは支持プレートから半径方向に延在する複数のアームを有する支持プレートと、当該支持プレートに結合され前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、それぞれ前記支持プレート上の複数のアームのうちの１つに配置された複数のキャリッジとを具え、前記複数のキャリッジのそれぞれは、それぞれが前記キャリッジが配置されたアームから垂直に延びる複数の軸のうちの１つの周りに同軸に配置されており、前記複数のキャリッジのそれぞれは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け取るための少なくとも１つのサンプルチャンバとを受容するように構成され、前記複数のキャリッジのそれぞれは、前記複数の軸のうちの１つの周りで回転可能であり、前記支持プレートを収容するようにケースが構成されており、当該ケースはサンプルを処理するシステムからユーザを保護するように構成されるとともに、前記サンプルチャンバへのアクセスを提供するように構成されている。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、通気口と、サンプル流路の内部に流体連通する通気路とを具え、前記通気口は、前記サンプルチャンバを通る層流を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、前記マイクロ流体チップに流体接続されている開口部を有する。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、処理のためにサンプルを前記少なくとも１つのサンプルチャンバに挿入または除去できるように構成された入口を具える。一実施形態では、前記入口は前記開口部の反対側に配置されるが、他の位置を任意に使用することができる。いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのサンプルチャンバは、処理中にサンプルがチャンバ内に確実に留まるように構成された一方向弁を具える。いくつかの実施形態では、前記サンプルチャンバの内部は、スロープ面、傾斜面、または入口に隣接する他の形状の表面を有し、この面は、処理後にサンプルの除去を容易にするためにサンプルが入口近くに集まるように構成されている。一実施形態では、前記通気口は開口部としてサンプルチャンバの反対側の端部に配置される。いくつかの実施形態では、入口はシリンジと係合するように構成され、このシリンジはサンプルを取り出してサンプルを標的部位に直接注射可能にするように構成される。
【００５１】
［００５１］
いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの開口部に保持され、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のアームのそれぞれの開口部を通って延在する。そのような実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは任意で前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って保持される。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれが面外回転できるように構成された少なくとも１つのピンを用いて、前記複数のアームのそれぞれの開口部に任意に保持される。いくつかのそのような実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれの面外回転は、複数のチャンバのそれぞれを複数の向きの間に動かすように構成される。いくつかの実施形態において、前記複数のチャンバの各々は、１８０度の回転の間（例えば、０〜４５度、４５〜９０度、９０〜１３５度、１３５度〜１８０度など）で動く。いくつかの実施形態では、前記複数のチャンバのそれぞれは、前記複数のチャンバのそれぞれが前記複数のアームのそれぞれの平面に沿って位置する複数の向きの間で移動する。いくつかの実施形態では、システムは、大きなサイズのサンプル成分がマイクロ流体チップに入り込んで目詰まりするのを防ぐように構成されたフィルタをさらに具える。一実施形態では、前記フィルタは前記サンプルチャンバに取り付けられる。いくつかの実施形態では、前記フィルタは、前記マイクロ流体チップの上流または前に配置され、前記マイクロ流体チップの目詰まりを防ぐためにサンプルを濾過するように構成される。いくつかの例では、上流のフィルタは、組織または組織片を切断または微細化して、サンプルが目詰まりすることなくマイクロ流体チップを通過できるようにするように構成されたメッシュを含むことができる。サンプルの切断または微細化は、前記マイクロ流体チップ内のマイクロ流体剪断の目的で巨視的な凝集塊を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、前記フィルタは、前記マイクロ流体チップの下流または後に配置されて、特定のサイズのサンプルのみを回収するために装置から通過させることを可能にする。
【００５２】
［００５２］
いくつかの実施形態では、サンプルを処理するためのシステムが提供され、これは支持プレートから半径方向に延びる複数のアームを含む支持プレートと、当該支持プレートに結合され前記支持プレートを回転させるように構成されたモータと、それぞれが前記支持プレート上の複数のアームのうちの１つに配置された複数のキャリッジであって、当該複数のキャリッジのそれぞれは、複数の軸のうちの１つの周りに同軸配置され、各軸は前記キャリッジが配置されているアームから垂直に延在し、前記複数のキャリッジのそれぞれは、マイクロ流体チップと、処理のためにサンプルを受け取る少なくとも１つのサンプルチャンバとを受容するように構成され、前記複数のキャリッジはそれぞれ前記複数の軸のうちの１つの周りに回転可能である、複数のキャリッジと、本体部分とカバーとを含むケースであって、前記本体部分は処理システムを受けるように構成されており、前記カバーは前記本体部分の上に配置されるとともに、前記本体部分内に処理システムを密封し、サンプルを処理するためのシステムからユーザーを保護するように構成された、ケースと、モータを有するスピンスタンドと、前記モータに取り付けられた雄ねじロッドであって、前記モータの回転が前記雄ねじロッドを回転させる、雄ねじロッドと、シリンジを保持するための複数の係合構造を有するプレートであって、雌ねじを有するベアリングに取り付けられ、前記雌ねじは前記ロッドの雄ねじと係合するように構成され、前記モータの回転が前記プレートを垂直方向に上下させるように構成され、前記シリンジは、前記少なくとも１つのサンプルチャンバに流体接続するように構成された開口部を有するチャンバと、当該チャンバ内に配置されるプランジャとを具え、前記プランジャを前進、後退させると、処理のためにサンプルを排出、吸引し、前記プレートは前記プランジャの遠位端を保持し、前記プレートを垂直方向に動かすと、前記シリンジのチャンバ内の前記プランジャが上下して、処理のためにサンプルを排出、吸引する、プレートとを具える。
【００５３】
［００５３］
いくつかの実施形態では、回転モータは前記ケースのカバーに取り付けられるが、他の実施形態では、回転モータは前記ケースの外部に配置されている。いくつかの実施形態では、前記プレートは円形であるが、いくつかの実施形態では、前記プレートは複数のアームによって前記ベアリングに取り付けられたリングを具える。一実施形態では、前記プレートは中央の円形プレートと同軸リングとを具える。いくつかの実施形態では、係合構造はフック形状であり、プランジャの遠位端の挿入および取り外しが可能なように構成されている。いくつかの実施形態では、システムは、前記シリンジが前記マイクロ流体チャンバの第１端の少なくとも１つのサンプルチャンバに取り付けられるとき、または前記シリンジが前記マイクロ流体チャンバの第２端の少なくとも１つのサンプルチャンバに取り付けられるときに、当該シリンジを固定するための複数の離間係合構造を具える。いくつかの実施形態では、前記複数のアームのそれぞれは、前記複数のキャリッジのそれぞれに配置された対応する構造と係合して前記複数のキャリッジのそれぞれを第１の向きに保持するように構成された係合構造をさらに具える。いくつかの実施形態では、係合構造は、前記キャリッジが前記複数の軸のうちの１つの周りの複数の向きの間で移動するように構成されるように、対応する構造を解放・係合するように構成される。いくつかの実施形態では、前記係合構造は磁石を含み、前記対応する構造は磁気応答材料を含む。逆に、いくつかの実施形態では、前記係合構造が磁気応答材料を含み、前記対応する構造は磁石である。特定の実施形態では、加速力または減速力が、前記キャリッジを複数の配向間で動かすように構成される。いくつかの実施形態では、前記キャリッジは歯車アセンブリを含み、当該歯車アセンブリは前記キャリッジを複数の配向間で移動させるように構成される。いくつかの実施形態において、前記キャリッジは求心性ラチェットを具え、当該求心性ラチェットは前記キャリッジを複数の配向間で移動させるように構成される。
【００５４】
［００５４］
サンプルを処理する方法などの方法が提供され、この方法は、少なくとも１つのサンプルチャンバ内にサンプルを提供するステップと、当該サンプルチャンバを複数のキャリッジのうちの少なくとも１つに挿入するステップであって、前記サンプルチャンバは少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを有するマイクロ流体チップに流体接続されており、前記複数のキャリッジのうちの１つが支持プレートに取り付けられ、前記支持プレートは第１の軸を中心に回転するように構成され、前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つは第２の軸を中心に回転するように構成されており、前記第２の軸は前記第１の軸と平行である、ステップと、前記サンプルチャンバにシリンジを固定するステップであって、前記シリンジの開口部は前記サンプルチャンバに流体接続され、前記シリンジのプランジャの遠位端はプレートに取り外し可能に取り付けられており、前記プレートはモータに取り付けられ、回転可能かつ垂直方向に移動可能であるように構成され、前記プレートの垂直方向の移動が前記プランジャを前記シリンジのバレル内で上下させて、前記サンプルチャンバ内で処理するためにサンプルを排出または吸引する、ステップと、前記第１の軸を中心に前記支持プレートを回転させるステップであって、この回転が、前記サンプルを前記サンプルチャンバから前記少なくとも１つのマイクロ流体チャネルを通って前記サンプルチャンバから離れる第１の方向へと駆動する、ステップとを具える。いくつかの実施形態では、この方法は、前記プランジャが前記シリンジのバレル内で下降して前記サンプルチャンバ内への処理のためにサンプルを排出するように前記プレートを垂直方向に下降させるステップをさらに含む。そのような方法では、処理のために前記サンプルチャンバからサンプルを取り出すために、前記プランジャが前記シリンジのバレル内で上昇するように前記プレートが垂直方向に持ち上げられるステップが任意である。いくつかの実施形態では、この方法はさらに、前記第２の軸の周りで前記複数のキャリッジのうちの少なくとも１つを第２の向きに回転させるステップをさらに含む。
【００５５】
［００５５］
さらなる実施形態では、病状の治療のために加工された組織サンプルの使用が提供される。いくつかの実施形態では、前記病状は糖尿病性潰瘍である。いくつかの実施形態では、前記病状は、幹細胞などの活性化細胞によって改善されるかそこから利益を得るものである。いくつかの実施形態において、疾患または病気を治療するための医薬の製造における使用のための、本明細書に開示される処理方法およびシステムから生じる脂肪組織由来の活性化幹細胞の使用が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】［００５６］図１は、回転式支持プレートに設けられた複数の回転可能なマイクロ流体チップを用いてサンプルを処理するためのシステムの一実施形態の分解図を示す。
【図２】［００５７］図２は、任意のアダプタおよび対向するモジュール式のサンプルチャンバと共にマイクロ流体チップの一実施形態を示す。
【図３】［００５８］図３は、本明細書に開示されるシステムおよび装置と共に任意選択的に使用されるエンクロージャ装置の一実施形態を示す。
【図４】［００５９］図４は、本明細書に開示されるシステムおよびデバイスのための回転またはスピンするマイクロ流体チップの数サイクルについての時間の関数としての毎分回転数（ＲＰＭ）の例示的なグラフを示す。
【図５】［００６０］図５は、回転可能キャリッジおよびマイクロ流体チップを内部に保持する３つのアームを有する支持プレートの一実施形態の部分分解図を示す。
【図６】［００６１］図６は、図５の支持プレートのうちの１つのアームの側面図である。
【図７Ａ】［００６２］図７Ａは、一実施形態にかかるサンプルチャンバの斜視図を示す。
【図７Ｂ】［００６３］図７Ｂは、一実施形態にかかるサンプルチャンバの斜視図を示す。
【図７Ｃ】［００６４］図７Ｃは、一実施形態にかかるサンプルチャンバの断面図を示す。
【図８Ａ】［００６５］図８Ａは、キャリッジに装填できるシリンジ形態のサンプルホルダの斜視図を示す。
【図８Ｂ】［００６６］図８Ｂは、図８Ａのシリンジの断面図を示す。
【図９】［００６７］図９は、回転可能なキャリッジがその上に取り付けられている３つのアームを有する支持プレートの実施形態の上面図であり、それぞれがそれぞれのマイクロ流体チップを具えている。キャリッジとマイクロ流体チップは、１８０°を通して回転またはスピンしているように示されている。
【図１０Ａ】［００６８］図１０Ａは、キャリッジとマイクロ流体チップを回転させるための電磁石を組み込んだ下側プレートまたはハウジングの一実施形態を示す。
【図１０Ｂ】［００６９］図１０Ｂは、キャリッジとマイクロ流体チップを回転させるための求心性ラチェットを組み込んだ下側プレートまたはハウジングの一実施形態を示す。
【図１１】［００７０］図１１は、キャリッジおよび／またはマイクロ流体チップの面外の反転を利用する支持プレートの別の実施形態を示す。
【図１２Ａ】［００７１］図１２Ａは、回転可能キャリッジおよびマイクロ流体チップを中に保持する３つのアームを有する支持プレートの別の実施形態の部分分解図を示す。この実施形態は、ギア付きまたは歯付き表面と係合してキャリッジおよびマイクロ流体チップを回転させる露出歯車と共に歯車アセンブリを組み込んでいる。
【図１２Ｂ】［００７２］図１２Ｂは、支持プレートのアームのうちの１つの上の歯車アセンブリから延びる露出歯車とインターフェースする歯車付きまたは歯付き表面の上面図を示す。
【図１３】［００７３］図１３は、任意のフィルタエレメントの一実施形態の斜視図を示す。
【図１４】［００７４］図１４Ａ〜１４Ｊは、本明細書に開示されるマイクロ流体チップに含まれるマイクロ流体チャネルの異なる非限定的な実施形態を示す図である。
【図１５】［００７５］図１５は、本明細書に開示されたシステムを有するマイクロ流体チップ（例えば、図１１）を様々なＲＰＭで使用して得られた平均流量（ｍＬ／分）を示すグラフである。比較の目的で、脂肪処理チップを通して流体を往復させるために標準的なシリンジポンプを使用して得られる最大流量も示されている。
【図１６】［００７６］図１６は、本明細書に開示されたシステムを有するマイクロ流体チップ（例えば、図１１）を様々なＲＰＭで使用して得られた平均剪断力（ダイン／ｃｍ２）を示すグラフである。比較目的で、標準的なシリンジポンプを使用して流体を脂肪処理チップに往復させることによって得られる最大剪断力も示されている。
【図１７】［００７７］図１７は、図５に示すような、本明細書に開示のシステムを用いた２つの異なるマイクロ流体チップについてのＲＰＭの関数としての流速を示すグラフを示す。
【図１８】［００７８］図１８は、図１７のマイクロ流体チップのうちの１つについてのせん断レートの関数としての流速を示すグラフを示す。
【図１９】［００７９］図１９は、本明細書に記載のシステムの非限定的な一実施形態を用いて３００ＲＰＭで３回通過させて処理した腫瘍組織（ＭＣＦ７）の顕微鏡画像（４倍）である。
【図２０】［００８０］図２０は、対照として用いた未処理の採取腫瘍細胞（ＭＣＦ７）の顕微鏡画像（４倍）である。
【図２１】［００８１］図２１は、細胞または細胞凝集塊をその中に捕捉するために使用される、表面に配置された複数のリザーバを有するマイクロ流体チップを示す。
【図２２】［００８２］図２２は、一方向弁を組み込んだ別の実施形態にかかるサンプル保持チャンバの断面図を示す。
【図２３】［００８３］図２３は、回転式支持プレートまたはディスク上に搭載されたサンプルチャンバからサンプルを装填／回収するためのアクセスポートを用いる、別の実施形態にかかるサンプルを処理するためのシステムを示す。
【図２４】［００８４］図２４は、別の実施形態にかかるサンプル処理システムの別の実施例を示す。この実施形態では、１または複数のシリンジ（または異なる容量の他の複数のサンプル容器）をマイクロ流体チップとともにスピンまたは回転させ、サンプルをマイクロ流体チップを前後に通して処理するために１８０°スピンまたは回転させる。可動トッププレートまたはリングがシリンジのプランジャに固定されており、プレートの移動方向に応じてサンプルを排出または回収するために使用される。
【図２５】［００８５］図２５は、図２４の実施形態の可動トッププレートまたはリングの底面図を示す。
【図２６】［００８６］図２６は、図２４の実施形態の斜視図であり、マイクロ流体チップおよびシリンジが１８０°回転され、可動トッププレートまたはリングはシリンジプランジャを押し下げるために部分的に下降されている。
【図２７Ａ】［００８７］図２７Ａは、図１４Ｂに示す種類のマイクロ流体チップを使用して、本明細書に記載の組織処理システム（例えば、図５に示すもの）にかけた脂肪組織（「処理済み脂肪吸引物」）についての細胞計数結果のグラフを示す。図２７Ａにはまた、標準的な（すなわち、処理されていない）脂肪吸引物についての細胞計数結果も示されている。
【図２７Ｂ】［００８８］図２７Ｂは、図１４Ｂに示す種類のマイクロ流体チップを使用する図５に示される組織処理システムに通された脂肪組織（「処理済み脂肪吸引物」）についての細胞生存率結果のグラフを示す。図２７Ａはまた、標準的な（すなわち、処理されていない）脂肪吸引物の生存率の結果も示している。
【図２８】［００８９］図２８は、標準的な脂肪吸引物と比較した場合の処理済み脂肪吸引物における幹細胞の改善された濃縮を示すグラフである。「＊」は、ｐ＜０．０５での統計的有意性を示す。
【図２９】［００９０］図２９は、処理済み脂肪吸引物および標準の脂肪吸引物の両方についての幹細胞マーカー（ＣＤ４５、ＣＤ３１、ＣＤ３４、ＣＤ７３、ＣＤ１４６、ＭＳＣ、ＤＰＰ４／ＣＤ５５）のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
［００９１］
図１は、一実施形態にかかるサンプル１２を処理するためのシステム１０を示す。システム１０は、本明細書に記載されるようにサンプル１２を処理するために使用される１またはそれ以上のマイクロ流体チップ１４を具える。サンプル１２は、一実施形態では、生物学的サンプルを含み得る。例えば、１つの特定の好ましい実施形態では、サンプル１２は、脂肪または脂肪組織または腫瘍組織などの哺乳動物から得られた組織サンプルを含み得る。別の実施例では、サンプル１２は、その後処理されるかまたはマイクロ流体チップ１４にかけられる細胞を含み得る。サンプル１２は、別の実施形態では、ビーズなどの粒子を含み得る。さらに別の実施形態では、サンプル１２は、流体と１つ以上の流体試薬または反応物を含み得る。さらに別の実施形態では、サンプル１２は水または水性サンプルを含み得る。
【００５８】
［００９２］
いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ１４は、例えば図２に見られるように、基板１８に形成された１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６を具える。マイクロ流体チップ１４の長さ（最長辺に沿って）は、典型的には、約１０ｍｍ〜１００ｍｍ、例えば約１０〜約２０ｍｍ、約２０〜約３０ｍｍ、約３０〜約４０ｍｍ、約４０〜約５０ｍｍ、約５０〜約６０ｍｍ、約６０〜約７０ｍｍ、約７０〜約８０ｍｍ、約８０〜約９０ｍｍ、約９０〜約１００ｍｍ、および端点を含むそれらの間の任意の長さである。１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６は、実質的にマイクロ流体チップ１４の長手方向（すなわち、長軸）に沿って延び、マイクロ流体チップ１４の一方の端部から当該マイクロ流体チップ１４の反対側の端部まで概ね横切っている。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネル１６の長さはマイクロ流体チップ１４の全長よりも短い。マイクロ流体チャネル１６の幅および深さは、実施形態に依存して、約５μｍ〜約８ｍｍの範囲内にあり得る。例えば、長さ（または幅）は、約５μｍ〜約１０μｍ、約１０μｍ〜約２０μｍ、約２０μｍ〜約５０μｍ、約５０μｍ〜約１００μｍ、約１００μｍ〜約２００μｍ、約２００μｍ〜約５００μｍ、約５００μｍ〜約７５０μｍ、約７５０μｍ〜約１０００μｍ、約１ｍｍ〜約２ｍｍ、約２ｍｍ〜約３ｍｍ、約３ｍｍ〜約４ｍｍ、約４ｍｍ〜約５ｍｍ、約５ｍｍ〜約６ｍｍ、約６ｍｍ〜約７ｍｍ、約７ｍｍ〜約８ｍｍ、および両端点を含むそれらの間の任意の寸法の範囲であり得る。さらなる実施形態では、マイクロ流体チャネルの長さと幅の比は、約１０００：１、約７５０：１、約５００：１、約２５０：１、約１００：１、約５０：１、約２５：１、約１０：１、約２：１、約１：１、約１：２、約１：１０、約１：２５、約１：５０、約１：１００、約１：２５０、約１：５００、約１：７５０、約１：１０００、およびこれら列挙されているものの間の任意の比率の範囲である。さらに、多くのマイクロ流体チップ１４の設計において、幅および深さは、狭窄領域、拡張領域などの存在によって変化する。
【００５９】
［００９３］
図２に示す非限定的な一実施形態に見られるように、第１ポート２０がマイクロ流体チップ１４の一方の端部に配置されており、サンプル１２のための入口（または本書で説明されるように出口）として機能する。第２ポート２２がマイクロ流体チップ１４の他方の反対側の端部に配置されている。本明細書で説明されるように、１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６は任意の数の構成で提供されてもよい。
【００６０】
［００９４］
マイクロ流体チップ１４は、任意の数の材料から形成することができる。例えば、マイクロ流体チップ１４は、ポリマーまたは樹脂材料（例えば、ポリカーボネート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリオキシメチレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）またはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）材料など）を用いて形成されてもよい。マイクロ流体チップ１４は、金属（例えば、アルミニウム、スチール、チタン、合金など）のような他の材料を用いて形成してもよい。マイクロ流体チップ１４は、貼り合わされて完全に包まれたマイクロ流体チップ１４を形成する１またはそれ以上の層を用いて作製してもよい。したがって、マイクロ流体チップ１４は、１またはそれ以上の層や基板１８から形成された積層構造として作製することができる。例えば、マイクロ流体チップ１４の第１の層は、ポリカーボネートまたはＰＭＭＡを用いて形成され、ＣＮＣミリングまたはレーザエッチング（または化学エッチング）を用いてマイクロ流体チャネル１６を形成し、第１の層に第２の薄いカバーを貼り付けるか接着してマイクロ流体チップ１４を完成することができる。両面加圧接着剤を使用して、２つの層を互いに接着することができる。接合は超音波溶接を用いて達成してもよい。あるいは、マイクロ流体チップ１４はモノリシック基板１８から作成されてもよい。マイクロ流体チップ１４は、三次元（３Ｄ）印刷、射出成形、ＣＮＣミリングまたはレーザエッチングを含む任意の数の製造プロセスを使用して形成することができる。
【００６１】
［００９５］
図１に戻ると、システム１０は支持プレート３０を具え、これは好ましい実施形態では、当該支持プレート３０の中央領域またはハブ３１から外向きに延びる複数のアームまたはウィング３２を有する。代替の実施形態では、支持プレートは、内側部分と側方部分とを有する単なる円板であり、この側方部分がアームの代わりとなる。いくつかの実施形態では、アームまたはウイング３２は、１またはそれ以上の留め具（例えば、ねじ、ボルトなど）を使用してハブ３１に固定された別々の構造体である。他の実施形態では、アームまたはウィング３２は一体構造としてハブ３１と一体化されている。中央領域またはハブ３１は、アームまたはウィング３２を形成するのと同じまたは異なる材料から作られてもよい。例えば、中央領域またはハブ３１は、金属または金属材料（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、スチールなど）、または樹脂、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネートなどのポリマー材料から形成することができる。アームまたはウィング３２もまた、中央領域またはハブ３１と共に使用可能な材料のような、金属、金属材料、またはポリマーを使用して形成することができる。
【００６２】
［００９６］
図１に示す支持プレートは、３つのアームまたはウィング３２を具えているが、支持プレートは、単一のアーム３２よりも多い（例えば、１〜１０本の間の）任意の数のアーム３２を含み得ることを理解されたい。本発明の好ましい実施形態では、支持プレート３０は、アーム３２が支持プレート３０の中央領域から半径方向に延び、支持プレート３０の周りに対称的に配置されるように作られている。例えば、３本アームの構成では、各アーム３２はそれぞれの隣接するアームから約１２０°に配向されている。いくつかの実施形態では、動作中にアームがアーチ形のパターンで動き、回転軸と直交するかほぼ直交する面内に配置されるように、ヒンジ結合されている。支持プレート３０の中央領域は穴または開口部３３を具え、これは穴または開口部３３を貫通する回転チャック３４を受容するように寸法決めされている。支持プレート３０は、締結具３６を用いてチャック３４に固定される。例えば、チャック３４にねじ切りして、締結具３６が、支持プレート３０をチャック３４にしっかりと固定するためにチャック３４のねじと螺号するねじ、ナット、クリップ、圧入、磁気係合などとしてもよい。あるいは、締結具３６はピン、磁石などを含んでもよい。さらに、チャック３４のシャフトは、２つの要素を一緒に固定するのを助けるために支持プレート３０の穴または開口部３３と一致または固定する幾何学的輪郭を有してもよい。もちろん、支持プレート３０をチャック３４に固定するために他の任意の種類の締結具またはロックを使用することができる。チャック３４は、係止ピン、ねじ等（図示せず）を用いてモータ４２の駆動シャフト４０に固定的に保持されている。モータ４２は、駆動シャフト４０の回転速度を調整することができる任意の種類のモータを含むことができる。一例として、モータ４２は、ブラシレスサーボモータ（例えば、ノースカロライナ州シャーロットのＰａｒｋｅｒ  Ｈａｎｎｉｆｉｎ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＰａｒｋｅｒモータＳＭ２３２ＢＥ）を含むが、多種多様なモータ４２を使用できることを理解されたい。他の代替実施形態では、支持プレート３０およびアーム３２はチャック３４自体に組み込まれてもよい。すなわち、マイクロ流体チップ１４を支持するアーム３２が、チャック３４上に配置される別個の支持プレート３０とは対照的に、チャック３４から延在してもよい。
【００６３】
［００９７］
図１に示すように、モータ４２は固定具４４に固定されており、駆動シャフト４０とその中に取り付けられたチャック３４とが実質的に垂直に配向される。この向きで、支持プレート３０をチャック３４の上に置き、締結具３６を用いて固定することができる。この構成により、支持プレート３０が実質的に水平面に配置される。モータ４２が作動されて駆動シャフト４０を回転させると、チャック３４を用いてその上に取り付けられた支持プレート３０が、駆動シャフト４０の回転軸を中心にほぼ水平面内で回転する（回転は反時計回りまたは時計回りでもよく、交互パターンでは両方でもよい）。図３に示すように、搭載される支持プレート３０（およびその上に載置されるマイクロ流体チップ１４）は、任意で、ケース４６内に配置されてもよい。ケース４６は、システム１０の使用時に起こり得る様々な危険または故障からオペレータを保護する。ケース４６は、任意の厚い樹脂材料（例：ポリカーボネート、ポリ（メチルメタクリレート、例えばプレキシガラス）など）、さらには金属（例：スチール、アルミニウムなど）から作ることができる。ケース４６は、支持プレート３０などをチャック３４に取り付けるためのアクセスを提供するために開閉することができる。システム１０の動作を視覚的に監視できるように、１またはそれ以上の部分を光学的に透明にしてもよい。図１に示すような別個の固定具４４を用いる代わりに、モータ４２は、図３に示すように、ケース４６の基部または他の構造支持部に取り付けてもよい。
【００６４】
［００９８］
図１に戻ると、モータ４２は、１本以上のケーブル５１を介してコントローラ５０に接続されている。図示するように、一方のケーブル５１はモータ４２を駆動するために使用され、他方のケーブル５１はフィードバックのために使用される。コントローラ５０は、例えばステッパ／サーボコントローラ５０であり、モータ４２を駆動するために使用される。回転速度またはＲＰＭが、コントローラ５０を用いて調整またはプログラム可能である。好ましい実施形態では、コントローラ５０は、所定の動作シーケンスで支持プレート３０を回転させるスピンプログラムをプログラムまたはロードされてもよい。例えば、コントローラ５０は、サンプル１２がマイクロ流体チップ１４の１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６を通過するようにモータ４２の回転速度を所望のＲＰＭ速度まで上昇させ、次いで、一実施形態では、ＲＰＭを下げてマイクロ流体チップ１４を半回転または１８０°回転させるようにしてもよい。マイクロ流体チップ１４が反転または逆向きになった状態で、コントローラ５０は次にＲＰＭを所望のＲＰＭ速度まで再び上昇させて、マイクロ流体チップ１４の１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６をサンプル１２が逆方向に再度通過するように押すか力を加えることができる。このプロセスは、複数のサイクル（マイクロ流体チップ１４の１８０°回転を１０〜３０回、例えば、１０〜１５、１５〜２０、２０〜２５、２５〜３０回など）繰り返すことができる。例えば最初のサンプル粘度に応じて、より多いまたはより少ないサイクル数を利用できることを理解されたい。図４は、例えば、システム１０の例示的な回転流プロファイルを示し、マイクロ流体チップ１４の１８０°の複数のサイクルを示している。
【００６５】
［００９９］
一実施形態では、コントローラ５０は、ＬａｂＶＩＥＷ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐｙｔｈｏｎなどのソフトウェアを使用してプログラムすることができる。コントローラ５０は手動で制御してもよい。利用される実際の回転速度またはＲＰＭは、マイクロ流体チップ１４の構造および構成に依存し得る。典型的には、ＲＰＭの範囲は０〜約１０，０００ＲＰＭである。ＲＰＭが高いと、マイクロ流体チップ１４を通るサンプル１２の流速が高くなる。マイクロ流体チップ１４を通る流速は変動し得るが、一般的には約０ｍＬ／分〜７００ｍＬ／分の範囲内である。例えば、流速は、約０．２ｍＬ／分〜約１ｍＬ／分、約１ｍＬ／分〜約２ｍＬ／分、約２ｍＬ／分〜約１０ｍＬ／分、約１０ｍＬ／分〜約５０ｍＬ／分、約５０ｍＬ／分〜約１００ｍＬ／分、約１００ｍＬ／分〜約２５０ｍＬ／分、約２５０ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分、約５００ｍＬ／分〜約７００ｍＬ／ｍ分、およびこれらの間の任意の速度（両端点を含む）であり得る。モータ４２を用いて得られる回転速度に応じて、流量の上限はさらに大きくなり得る。
【００６６】
［０１００］
図４は、一実施形態に従って使用される１つの例示的なフロープロファイルを示す。この実施形態では、ＲＰＭ速度は、約１秒の期間で１，６００ＲＰＭの最大回転速度まで上昇または加速される（たとえば、２，０００ＲＰＭ／秒）。１，６００のＲＰＭ速度が数秒間（例えば、約８秒間）維持され、次いで急速に減速され（例えば、２，０００ＲＰＭ／秒）、それによってマイクロ流体チップ４が１８０°回転する。
【００６７】
［０１０１］
図１と図５を参照すると、各マイクロ流体チップ１４は回転可能キャリッジ６０に保持され、そうでなくとも固定される。各回転可能キャリッジ６０は支持プレート３０のアーム３２に回転可能に取り付けられている。回転可能キャリッジ６０は、マイクロ流体チップ１４をその中に受容するように寸法決めされた凹部６２（図５に見られる）を具える。マイクロ流体チップ１４は、摩擦嵌合、タブ、クリップ、デテントなどによってその中に保持される。一実施形態では、回転可能キャリッジ６０は、それぞれのサンプルチャンバ７０、７２を保持するのに用いられる第１端６４と第２端６６をさらに具える。サンプルチャンバ７０はキャリッジ６０の第１端６４に配置され、一方でサンプルチャンバ７２は第２端６６に配置されている。各サンプルチャンバ７０、７２は、例えば図２に見られるように、ポート２０、２２を介してマイクロ流体チップ１４に流体結合されている。サンプルチャンバ７０は、第１ポート２０を介してマイクロ流体チップ１４に流体結合されている。サンプルチャンバ７２は、第２ポート２２を介してマイクロ流体チップ１４に流体結合されている。任意で、サンプルチャンバ７０、７２の一方または両方はアダプタ８０を用いてマイクロ流体チップ１４に結合してもよいことに留意されたい。このアダプタ８０が、図２、図５、および図６に示されており、様々な数の設計および構成を含み得る。これらには、限定ではなく例示として、ルアースリップ（例えばスリップチップコネクタ）、ルアーロック（例えば回転カラー）などが含まれる。アダプタ８０は、金属（例えば、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼など）またはポリマー材料（例えば、プラスチック、ポリカーボネート、アクリレート、樹脂材料など）を含む様々な数の材料を使用して形成することができる。
【００６８】
［０１０２］
サンプルチャンバ７０、７２のうちの一方には、マイクロ流体チップ１４を通して流されるサンプル１２が装填されている。サンプルチャンバ７０、７２は、マイクロ流体チップ１４を通して処理される一定量のサンプル１２または他の材料を保持するように設計されている。サンプルチャンバ７０、７２の保持容量は、＞０ｍｌから約１００ｍｌまでの範囲とすることができ、チャンバ寸法の大きさを変えることによって変えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、サンプルチャンバの容積は、約１ｍｌ〜約３ｍｌ、約３ｍｌ〜約５ｍｌ、約５ｍｌ〜約１０ｍｌ、約１０ｍｌ〜約２５ｍｌ、約２５ｍｌ〜約５０ｍｌ、約５０ｍｌ〜約７５ｍｌ、約７５ｍｌ〜約１００ｍｌ、または両端点を含む任意の容量であり得る。本発明の一実施形態では、サンプルチャンバ７０、７２に、マイクロ流体チップ１４に通されるサンプル１２または他の材料が充填される。図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、サンプルチャンバ７０、７２は、ルアースリップ（例えば、スリップチップコネクタ）、ルアーロック（例えば、回転カラー）などの任意のタイプのシリンジアダプタヘッドであるアダプタヘッド７４を用いて設計されている。サンプルチャンバ７０、７２もまた、図７Ｃに示すように通気路７６を有するように設計され、これは直径０ｍｍ〜約１０ｍｍ（例えば、約１ｍｍ〜約２ｍｍ、約２ｍｍ〜約４ｍｍ、約４ｍｍ〜約６ｍｍ、約６ｍｍ〜約８ｍｍ、または約８ｍｍ〜約１０ｍｍ）の範囲であり、乱流ではなく、マイクロ流体チップ１４を層流が通るようになっている。実施形態によっては、複数の通気口を使用することができる。通気路７６は大気に通気しており、一実施形態では、通気口７７（図７Ａ〜図７Ｃ）を介してサンプルチャンバ７０、７２の端部付近で出て、図７Ｃに見られるようにアダプタヘッド７４付近でサンプルチャンバ７０、７２の内部に接続している。任意で、小さいフィルタを通気口７７内に、そうでなければ通気口７７と連通させて、汚染または漏れを防ぐことができる。サンプルチャンバ７０、７４は、樹脂材料、プラスチック、または金属などの複数の材料のうちの１つまたは複数から作ることができる。これらは、射出成形、樹脂プリント（例えば、３Ｄプリント）、ブロー成形、機械加工などの任意の数の一般的な製造方法によって製造することができる。一実施形態では、サンプルチャンバ７０、７２を満たすために、（針なしの）シリンジの端部または先端を、サンプルチャンバ７０、７２に位置するアダプタヘッド７４に挿入し、シリンジプランジャを押し下げて、チャンバ容積がサンプル１２またはシリンジのバレルに入っている材料で充填される。サンプルチャンバ７０、７２は、図５に見られるように、キャリッジ６０の端部６４、６６から挿入および／または除去することができるモジュール要素であることが好ましい。例えば、チャンバ７０は、装置またはシステム１０の外部で充填され、その後にキャリッジ６０の端部６４に挿入されてもよい。
【００６９】
［０１０３］
図８Ａ〜８Ｄに示すような別の実施形態では。シリンジ型チャンバ８６がサンプルチャンバ７０、７２として使用され、キャリッジ６０の一方または両方の端部６４、６６に配置することができる。端部６４、６６は、シリンジ型チャンバ８６の長さを収容するように設計される。この実施形態は、医師が処理直後にシリンジ型チャンバ８６を利用できるようになるので、特に有利である。例えば、脂肪または脂肪組織が本書記載のシステム１０を用いて処理される場合、得られた処理済み組織は、システム１０から容易に取り外すことができ対象の適用部位に処理済みの脂肪を直接注入するために使用可能なシリンジ型チャンバ８６に充填される。これに関して、システム１０は、サンプルチャンバ７０、７２の代わりに、１以上のシリンジ型チャンバ８６を搭載する。処理が完了すると、シリンジ型チャンバ８６が取り外され、針が端部に追加され、そして今処理されたサンプルが任意で対象に注入される。
【００７０】
［０１０４］
シリンジ型チャンバ８６は、サンプルを保持する三次元容積を画定するシリンジバレル８８を含む。ゴムまたはポリマーシールを有する標準的なプランジャ９０がバレル８８内に配置され、これはプランジャ９０を前進させるのに使用される近位デプレッサー９２を有する。シリンジバレル８８の端部は、マイクロ流体チップ１４と接合するルアースリップ（例えば、スリップチップコネクタ）、ルアーロック（例えば、回転カラー）などを有するアダプタ端部９４を具える。一実施形態では、シリンジ型チャンバ８６は、バレル８８の長さに沿って延在し、穴８９を介してバレル８８の内部と連通し、大気に解放されるベント穴９８（図８Ｂに最もよく見られる）で終端する通気路９６に結合されている。通気路９６は通気を実現し、シリンジバレル８８およびマイクロ流体チップ１４に穏やかな層流が通るようにする。一実施形態では、ゴムまたはポリマーシールを具える小型の二次シリンジプランジャ１００が通気路９６内に配置され、その中で移動可能であり、通気路９６を選択的に開閉する。具体的には、二次シリンジプランジャ１００のシールが、図８Ｂのように通気穴９８に対して近位に位置する場合に、通気路９６が開放され、シリンジバレル８８の内部が大気に通気することができる。しかしながら、二次シリンジプランジャ１００のシールが通気口９８に対して遠位に位置する場合、通気路９６は閉じられ、シリンジ筒８８の内部は通気されず、シリンジ型チャンバ８６は標準的なシリンジとして機能する。二次シリンジプランジャ１００は、同じ近位デプレッサー９２に結合されていもよく、その結果、デプレッサー９２の移動が、両方のプランジャ９０、１００の移動を引き起こす。シリンジ型チャンバ８６およびデプレッサー９２などの他の構成要素は、樹脂、プラスチックなどのポリマー材料を含む任意の数の材料から作製することができる。射出成形、樹脂プリントなどの従来の製造技術を使用することができる。シリンジ型チャンバ８６はまた、金属または金属材料から形成されてもよい。
【００７１】
［０１０５］
図５、６を参照すると、支持プレート３０の特定の一実施形態が開示されている。この実施形態では、支持プレート３０は、中央板１０４に固定された複数のアーム３２を有する中央板１０４を使用して形成される。中心板１０４は、チャック３４（図１参照）が入るように寸法決めされた穴または開口部１０６を具える。この実施形態における各アーム３２は、下側プレート１０８と上側プレート１１０とを具える。下側プレート１０８および上側プレート１１０は、ねじ、ボルトなどの任意の数の固定具を使用して互いに固定することができる。プレート１０８、１１０は、キャリッジ６０から延びるポスト１１４を収容するように位置合わせされ寸法決めされた、その中に形成された穴または開口１１２を具える。図６に最もよく示されているように、ポスト１１４は、下側プレート１０８および上側プレート１１０の穴１１２を通って延在し、アーム３２の下にある距離だけ突出する。ポスト１１４は、当該ポスト１１４を貫通しキャリッジ６０を（スピンまたは回転可能なまま）アーム３２に固定するために使用されるピンまたはクリップ１１８を受ける穴１１６を具える。
【００７２】
［０１０６］
この実施形態では、磁石または磁気要素１２０が、図５に示されるように中央プレート１０４を含み得る支持プレート３０内に配置される。図５および図６に見られるように。２つの小さい磁石または磁気要素１２２がキャリッジ６０の下面に配置され（またはキャリッジ６０構造に組み込まれ）、これらは２つの１８０°構成のうちのキャリッジ６０の縦軸がアーム３２の半径方向長さに沿って整列する一方にキャリッジ６０を一時的に保持するために使用される。例えば、キャリッジ６０内に配置された磁気要素１２２は、実際の磁石（例えば、希土類磁石または他の種類）を含んでもよいし、磁気感受性のねじ、ボルト、または金属片を含んでもよい。本明細書で説明するように、キャリッジ６０は、サンプル１２がマイクロ流体チップ１４を通って順方向または逆方向に流れることができるように、２つの１８０°の配向間で前後に切り替えることができる。本明細書で説明されるように、キャリッジ６０をこれら２つの向きの間で切り替えるために、いくつかの異なる様式が使用されてもよい。これは、キャリッジ６０の向きを切り替えるための減速力または加速力を用いることが含まれる。あるいは、アーム３２内に配置された電磁石を使用して、キャリッジ６０（およびマイクロ流体チップ１４）をこれら２つの配向の間で切り替えることができる。さらに別の代替実施形態では、１８０°の向きの間でキャリッジ６０を回転させることができるギア歯の半径方向セットとともに歯車アセンブリを用いてもよい。さらに別の代替実施形態は、支持プレート３０のＲＰＭの減少に基づいてキャリッジ６０を異なる向きに機械的に回転させるために求心ラチェットを使用する。さらに別の代替実施形態は、ラチェットをピストンまたはショックアブソーバーのようなデバイスと置換してもよい。
【００７３】
［０１０７］
図９は、マイクロ流体チップ１４を中に有する回転可能キャリッジ６０をそれぞれ含む３つの異なるアーム３２を具える支持プレート３０を概略的に示す。この上面図または平面図では、回転可能キャリッジ６０はそれぞれ、アーム３２の半径方向内側に位置する第１端（「１」）と、アーム３２の半径方向外側に位置する第２端（「２」）とを有する。この構成では、支持プレート３０の回転に応じて、サンプル１２または他の材料がマイクロ流体チップ１４を通って半径方向外向きに流れる。すなわち、サンプルチャンバ７０で始まるサンプル１２について、サンプル１２はサンプルチャンバ７０からマイクロ流体チップ１４の中へと移動し、そしてサンプルチャンバ７２の中へと進む。次に、それぞれのマイクロ流体チップ１４とともにキャリッジ６０を１８０°回転させて、図９の下側部分に見られるようにキャリッジ６０およびそれらのマイクロ流体チップ１４の向きを逆にする。この構成では、第１端（「１」）がアーム３２の半径方向外側に位置し、第２端（「２」）がアーム３２の半径方向内側に位置する。サンプルチャンバ７２内にあったサンプル１２はここでは半径方向内側に配置され、ここで支持プレート３０の回転は、サンプル１２をサンプルチャンバ７２からマイクロ流体チップ１４内へ移動させ、さらにサンプルチャンバ７０内へと進める。このプロセスが、任意数のサイクルにわたって繰り返され得る。
【００７４】
［０１０８］
図５、６の実施形態において、支持プレート３０を減速するとキャリッジ６０に力が加わり、これにより磁石１２０、１２２間の力が破壊され、キャリッジ６０がポスト１１４を中心に回転し、キャリッジ６０は１８０°向きを変え、これにより反対側の磁石１２２が他方の磁石１２０に引き寄せられ、キャリッジ６０が新しい向きで固定される。次いで、支持プレート３０を再び加速して、サンプル１２をマイクロ流体チップ１４を通して逆流方向に移動させ、それによって、キャリッジ６０およびそれぞれのマイクロ流体チップ１４をスピンさせるプロセスを再び実行することができる。
【００７５】
［０１０９］
図１０Ａを参照すると、一代替実施形態では、下側プレート１０８に取り付けられた電磁石１３０を利用して、キャリッジ６０を１８０°スピンまたは回転させる。電磁石１３０は、搭載電池またはシャフト４０を通して供給される配線を用いて電力を供給され得る。この実施形態では、ポスト１１４は、ポスト１１４の両側に反対の磁極を形成する磁石１１５を具える。電磁石１３０はまた、図示のように２つの磁極を具え、作動すると、電磁石１３０のＮ極が磁石１１５のＳ極に近接するようにポスト１１４を回転させる。逆に言えば、電磁石１３０のＳ極が磁石１１５のＮ極に隣接する。キャリッジ６０は、電磁石１３０の極性を反転させることによって回転する。
【００７６】
［０１１０］
図１０Ｂは、求心性ラチェットを使用してキャリッジ６０をスピンまたは回転させるさらなる別の実施形態を示す。この実施形態では、下側プレート１０８が、ポスト１１４に固定されたラチェットギアまたはホイール１３４を具える。ラチェットギア１３４は、一端がばね１３８に接続されている一組のラチェット歯１３６と相互作用する。ばね１３８は反対側の端部で下側プレート１０８に固定されている。ラチェット歯１３６の反対側の端部は、おもり１４２に結合されたフィラメント、線、ケーブル、または紐１４０に接続されている。システム１０の運用時、支持プレート３０が回転すると、求心力によって重り１４２が下側プレート１０８上で半径方向外向きに移動し、それによってばね１３８がこの力に適応するように伸びる。このとき、ラチェット歯１３６はその歯の向きのために、動作中にラチェット歯車１３４を動かすことはない。支持プレート３０が減速または停止すると、ばね１３８の引っ張り力がラチェット歯１３６（およびおもり１４２）を半径方向内側（矢印Ａの方向）に引っ張り、それによってラチェット歯１３６がラチェットギア１３４と係合してポスト１１４の回転を引き起こす。ポスト１１４が回転すると、キャリッジ６０が１８０°回転する。
【００７７】
［０１１１］
図１１は、中心孔または開口部３１ａを含む支持プレート３０ａの他の実施形態を示す。この実施形態では、マイクロ流体チップ１４を支持プレート３０の面にほぼ平行な水平面内で回転させるのではなく、支持プレート３０の回転面に対して面外に（例えば、アームが延在する放射面に対して垂直に）マイクロ流体チップ１４を反転させる。この実施形態では、マイクロ流体チップ１４は、面外回転を可能にする支持プレート３０に配置されたスロット１４６と係合するピン１４４を含み得る。この実施形態では、図５、６に示すマイクロ流体チップ１４と同様に回転可能な、マイクロ流体チップ１４を保持するキャリッジ６０を設けてもよい。
【００７８】
［０１１２］
図１２Ａは、支持プレート３０ｂの他の実施形態を示す。この実施形態では、支持プレート３０ｂは、本明細書で説明するように支持プレート３０をチャック３４に支持するのに用いられる中央開口部または穴３３を有する。支持プレート３０ｂは、図１２Ａに見られるようにいくつかの歯車ボックスまたは歯車アセンブリ１５０を支持しており、支持プレートのアーム３２として効果的に機能する。この実施形態では、このような３つの歯車アセンブリ１５０があり、各歯車アセンブリ１５０は、図１２Ａに見られるように支持プレート３０ｂの中央ハブ１５２に、アルミニウム製のネジ等（図示せず）を用いて固定される。歯車アセンブリ１５０は、２つの歯車１５４、１５６を保持する底部ハウジング１５３を具える。外側の歯車１５４は、底部ハウジング１５３内に設けられたポスト１５８を中心に回転し、歯車１５４の歯の一部が歯車アセンブリ１５０の半径方向縁部を越えて露出するように配置されている。これに関して、歯車１５４の歯は、この外側歯車１５４を回転させるために別の歯車またはギア付き面（図１２Ｂに見られる）と噛合可能となっている。第２の内側の歯車１５６が外側歯車１５４に機械的に係合している。本明細書で説明されるように、この内側歯車１５６は、マイクロ流体チップ１４’を含むキャリッジ６０’を回転させるために使用される。
【００７９】
［０１１３］
図１２Ａに見られるように、歯車アセンブリ１５０にはトップカバー１６０がある。トップカバー１６０は、キャリッジ６０’に接続されたシャフトまたはポスト１６４が貫通して内側歯車１５６に機械的に接続するための開口部１６２を具える。トップカバー１６０には別の開口部１６６が形成され、これは磁石１６８（例えば、希土類磁石または他の種類）を受けるように寸法決めされている。磁石１６８は、この開口部１６６および支持プレート３０に形成された部分的な凹部にしっかりと固定されている。磁石１６８は、キャリッジ６０’の回転中に（マイクロ流体チップ１４’が１８０°回転するまで）マイクロ流体チップ１４’の向きを２つの向きのうちの一方に保持するために使用される。キャリッジ６０’は、その上にマイクロ流体チップ１４’を保持するように寸法形成されている。マイクロ流体チップ１４’およびキャリッジ６０’は、取り外し可能な留め具（例えば、ネジなど）を用いてマイクロ流体チップ１４’をキャリッジ６０’に固定できるように、角に穴１７０を有する。しかし、マイクロ流体チップ１４’は、他の任意の種類の締結具を使用して固定されてもよい。さらに、キャリッジ６０’の下面には、磁気ねじ１７２（例えばスチールねじ）を受ける２つの位置がある。これらのねじ１７２は、支持プレート３０ｂの回転中に、キャリッジ６０’（およびマイクロ流体チップ１４’）を２つの向きのうちの一方に保持するために使用される。本実施形態のキャリッジ６０’を回転させるためには、図１２Ｂに示すように、支持プレート３０’の回転中にギア歯を有する面１８０を外側歯車１５４に（矢印Ａのように）接触させる（この動作のために支持プレート３０’を減速して回転させてもよい）。支持プレート３０’の回転により、歯車１５４が（例えば矢印Ｂの方向に）静止面を横切って移動し、ギア歯１８０が歯車１５４を回転させてキャリッジ６０’を回転させる。図１２Ａおよび図１２Ｂの実施形態では、マイクロ流体チップ１４’は、マイクロ流体チップ１４’の内部に直接形成されたサンプルチャンバ７０’、７２’を具える。この実施形態では、１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６’の端部にあるポート２０、２２’が、それぞれのオンチップ型サンプルチャンバ７０’、７２’に通じている。
【００８０】
［０１１４］
図１３は、本明細書に記載のシステム１０に組み込むことができる任意のフィルタエレメント１９０を示す。フィルタエレメント１９０は、大きなサイズのサンプル成分がマイクロ流体チャネル１６に入り込んでそれらを目詰まりさせないようにするために用いられる。フィルタエレメント１９０は、格子状のフィルタパターンまたはメッシュ１９３を用いている。一実施形態では、フィルタは、ルアースリップ（例えば、スリップチップコネクタ）、ルアーロック（例えば、回転カラー）などのような任意の種類のシリンジ型アタッチメントを有し得るエンドピース１９２（または頂部）に組み付けられる。中にメッシュ１９３を組み込んでいる他方のエンドピース１９４は、完全なフィルタエレメント１９０を形成するために反対側のエンドピース１９２に対して密封されている。エンドピース１９４もまた、ルアースリップ（例えばスリップチップコネクタ）、ルアーロック（例えば回転カラー）などのような任意の種類のシリンジ型アタッチメントを有してもよい。いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１９０は、マイクロ流体チップ１４、１４’の上流または前に配置され、マイクロ流体チップ１４、１４’の目詰まりを防ぐためにサンプルを濾過するように構成される。いくつかの例では、上流のフィルタエレメント１９０は、組織または組織片を切断または微細化してサンプルが目詰まりすることなくマイクロ流体チップ１４、１４’を通過できるように構成されたメッシュを含んでもよい。サンプルの切断または微細化は、マイクロ流体チップ１４、１４’におけるマイクロ流体の剪断のための巨視的凝集体を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、フィルタエレメント１９０は、マイクロ流体チップ１４、１４’の下流または後に配置されて、特定のサイズのサンプルのみを収集のために装置から通過させることを可能にする。
【００８１】
［０１１５］
図１４Ａ〜１４Ｊは、マイクロ流体チャネル１６の異なる構成を有するマイクロ流体チップ１４のいくつかの異なる実施形態を示す。図１４Ａは、砂時計型のマイクロ流体チャネル１６を有するマイクロ流体チップ１４を示す。この実施形態では、マイクロ流体チャネル１６は、マイクロ流体チップ１４の長さに沿ってほぼ中央の小さな狭窄領域２０４に到達する緩やかにテーパする側面プロファイル２００、２０２を有する。図１４Ａに示すように、マイクロ流体チップ１４の第１段（左から右へ）は断面積（ｘ）によって画定される入口２０６を有し、これがｘより大きい断面積へと外側に向かってテーパ２０８している。次に、マイクロ流体チャネル１６は、ｘよりも小さい断面積の狭窄領域２０４に向かって徐々にテーパする（２００、２０２）。この設計は、サンプル１２が狭窄領域２０４のより小さい断面積を通過するときにサンプル１２の速度が徐々に増加することを意図している。代替実施例では、狭窄領域２０４へ徐々にテーパする（２００、２０２）のではなく、マイクロ流体チャネル１６は、図１４Ｂに見られるように段階的なテーパ２１２を有してもよい。マイクロ流体チップ１４の両側の最初の拡張部２０８も省略することができ、その場合、マイクロ流体チャネル１６は、狭窄領域２０４まで断面積が徐々に減少することになる。特定の一実施形態では、狭窄領域２０４は、約１．５ｍｍの幅と約１．５ｍｍの深さを有する。いくつかの実施形態では、この長さまたは幅の範囲は、約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍ、約０．３ｍｍ〜約０．６ｍｍ、約０．６ｍｍ〜約０．９ｍｍ、約０．９ｍｍ〜約１．２ｍｍ、約１．２ｍｍ〜約１．５ｍｍ、約１．５〜約１．７ｍｍ、または約１．７ｍｍ〜約２．０ｍｍ、または両端点を含む、列挙されたものの間の任意の値とすることができる。実施形態によっては、より大きな寸法を使用してもよい。入口（または出口）２０６は、例えば、約６ｍｍの深さと約５ｍｍの幅といったより大きな寸法を有してもよい。同様に、入口の長さ（または幅）は、実施形態に依存して、例えば、約２ｍｍ〜約３ｍｍ、約３ｍｍ〜約４ｍｍ、約４ｍｍ〜約５ｍｍ、約５ｍｍ〜約６ｍｍ、約６ｍｍ〜約７ｍｍ、約７ｍｍ〜約８ｍｍ、または両端点を含めてそれらの間の任意の値の範囲で変わり得る。マイクロ流体チャネルの狭窄領域２０４の長さは、ｙによって規定され、約１．５ｍｍ程度であり得る。他の寸法、例えば、約０．５〜０．７ｍｍ、約０．７〜約１．０ｍｍ、約１．０〜約１．２ｍｍ、約１．２ｍｍ〜約１．５ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約１．７ｍｍ、約１．７〜約２．０ｍｍ、または両端点を含め記載されている値の間の任意の値の範囲の寸法を使用することができる。
【００８２】
［００１１６］
図１４Ｃは、一連の拡張領域２２０と狭窄領域２２２とを有する単一のマイクロ流体チャネル１６を具えるマイクロ流体チップ１４を示す。この設計では、マイクロ流体チャネル１６は入口２２４で初期の断面積ｘを有し得る。次いで、チャネルは、拡張領域２２０においてｘよりも大きい断面積へと外側に拡張する。拡張領域２２０は、約１ｍｍ〜約５ｍｍの範囲内の幅（最大幅で測定）を有し得る。例えば、拡張領域２２０の幅の一例は１．３ｍｍである。他の実施形態は、約１ｍｍ〜約１．２ｍｍ、約１．２ｍｍ〜約１．４ｍｍ、約１．４ｍｍ〜約１．７ｍｍ、約１．７ｍｍ〜約２．０ｍｍ、約２．０ｍｍ〜約２．５ｍｍ、約２．５ｍｍ〜約３．０ｍｍ、約３．０ｍｍ〜約４．０ｍｍ、４．０ｍｍ〜約５．０ｍｍ、または両端点を含む列挙されたものの間の任意の値などの他の幅を用いてもよい。マイクロ流体チャネル１６の拡張後は、マイクロ流体チャネル１６は、狭窄領域２２２でｘ以下の断面積まで小さくなる。狭窄領域２２０は、約１００μｍ〜約３ｍｍの範囲内の幅を有し得る。狭窄領域２２０の特定の例示的な幅は４００μｍである。他の実施形態は、例えば、約１００μｍ〜約１５０μｍ、約１５０μｍ〜約２００μｍ、約２００μｍ〜約２５０μｍ、約２５０μｍ〜約５００μｍ、約５００μｍ〜約７５０μｍ、約７５０μｍ〜約１０００μｍ、約１０００μｍ〜約１．５ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約２ｍｍ、約２ｍｍ〜約２．５ｍｍ、約２．５ｍｍ〜約３．０ｍｍ、および両端点を含むこれらの間の任意の値の幅を採用する。
【００８３】
［００１１７］
図１４Ｄは、マイクロ流体チャネル１６が２つのより小さいマイクロ流体チャネルに分岐する一連の分岐部２３０を有するマイクロ流体チャネル１６を具えるマイクロ流体チップ１４を示す。図１４Ｄに見られるように、複数段階の分岐を有することができる。より小さいマイクロ流体チャネル１６が再結合した２つのマイクロ流体チャネルが１つに再結合する。このプロセスは、マイクロ流体チャネル１６がマイクロ流体チップ１４の反対側で単一のチャネルに組み合わされると完了する。この実施形態では、マイクロ流体チップ１４は、入口（または出口）２３２において初期断面積ｘを有するように設計することができる。次いで、マイクロ流体チャネル１６は、第１の領域２３４で拡張するか、収縮するか、入口断面積ｘと等しいままとなる。次いで、単一のマイクロ流体チャネル１６が、２つのマイクロ流体チャネル２３６に分岐する。これらの分岐したマイクロ流体チャネル２３６は、ここで第１の領域２３４の初期断面積ｘよりも小さい。次に、分岐したマイクロ流体チャネル２３６が再び分岐して４つのマイクロ流体チャネル２３８を形成する。これらのマイクロ流体チャネル２３８の断面積は、初期断面積ｘよりさらに小さい。一般に、分岐チャネルの断面積は、ｘを初期断面積、ｙをそのセクション内で並行するチャネルの量とした場合に、ｘ／ｙ以下と決定することができる。マイクロ流体チャネル（２３６、２３８）の後続の各段階は、上流のマイクロ流体チャネルよりも小さくなる。この実施形態では、各分岐点において、エッジ２４０は鋭い先端として形成され、あるいは収束するマイクロ流体チャネルの徐々にテーパする壁の頂点に形成された点として形成される。これにより、脂肪やその他の組織が通るときにそれを切断するナイフエッジが形成される。
【００８４】
［００１１８］
図１４Ｅは、マイクロ流体チップ１４の別の実施形態を示し、ここではマイクロ流体チャネル１６がダイヤモンドパターンを有し、入口２５０が断面積ｘを有する。このチャネルは、断面積が初期断面積ｘ以下となるように狭窄領域２５２へと急に狭くなる複数セクションを有する。狭窄領域２５２の後は、マイクロ流体チャネルは急に外側に拡張して、ｘ以上の断面積を有する拡張領域２５４に達する。この実施形態は、複数の狭窄領域２５２および拡張領域２５４を有することができる。拡張領域２５４の幅（最大幅で測定）は、約１ｍｍ〜約３ｍｍとすることができ、例えば約１ｍｍ〜約１．２５ｍｍ、約１．２５ｍｍ〜約１．５ｍｍ、約１．５ｍｍ〜１．７５ｍｍ、約１．７５ｍｍ〜約２．０ｍｍ、約２．０ｍｍ〜約２．２．５ｍｍ、約２．２５ｍｍ〜約２．５ｍｍ、約２．５ｍｍ〜約２．７５ｍｍ、約２．７５ｍｍ〜約３．０ｍｍ、および両端点を含むそれらの間の任意の値の範囲内である。狭窄領域２５２の幅は約１００μｍ〜約１ｍｍでの範囲内であり、例えば、約１００μｍ〜約２００μｍ、約２００μｍ〜約３００μｍ、約３００μｍ〜約４００μｍ、約４００μｍ〜約５００μｍ、約５００μｍ〜約６００μｍ、約６００μｍ〜約７００μｍ、約７００μｍ〜約８００μｍ、約８００μｍ〜約９００μｍ、約９００μｍ〜約１０００μｍ、および両端点を含むこれらの間の任意の値を含み得る。
【００８５】
［００１１９］
図１４Ｆは、マイクロ流体チップ１４の他の実施形態を示し、これはマイクロ流体チャネル１６の長さに沿って配置された複数のフィン形状のポケット２６０を有する単一のマイクロ流体チャネル１６を用いている。フィン形状のポケット２６０は、マイクロ流体チップ１４を通る流体の流れに乱流を引き起こし、サンプル１２に高い剪断応力を与える。例えば、細胞や組織を含むサンプル１２を、フィン形状のポケット２６０を有するマイクロ流体チャネル１６を通過させると、これらの細胞を高い剪断応力環境に応じて分析することができる。フィン形状のポケット２６０は、それらの開口部において、入口２６２の断面積以下の最大断面積を有することができる。フィン形状のポケット２６０は、先端部へと先細になっている。
【００８６】
［００１２０］
図１４Ｇは、マイクロ流体チップ１４の他の実施形態を示す。この実施形態では、マイクロ流体チップ１４は、ナイフエッジ型の分岐部２４０、ならびに複数の拡張領域２２０および狭窄領域２２２の両方を組み込んでいる。図１４Ｈはマイクロ流体チップ１４の別の実施形態を示し、これは複数の拡張領域２２０および狭窄領域２２２と共に、ナイフエッジを全く有さない分岐部２７０を具える。図１４Ｈに示すように、各分岐部２７０には丸められ、または鈍くされた角部が形成されている。特定の一例として、狭窄領域２２２は、約４００μｍの幅と約３００μｍの深さを有し得る。いくつかの実施形態では、狭窄領域の幅は約２００μｍ〜約５００μｍであり、これには約２００μｍ〜約２５０μｍ、約２５０μｍ〜約３００μｍ、約３００μｍ〜約３５０μｍ、約３５０μｍ〜約４００μｍ、約４００μｍ〜約４５０μｍ、約４５０μｍ〜約５００μｍ、および両端点を含むこれらの間の任意の幅の範囲が含まれる。同様に、狭窄領域は約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の深さを有することができ、これには約２００μｍ〜約２５０μｍ、約２５０μｍ〜約３００μｍ、約３００μｍ〜約３５０μｍ、約３５０μｍ〜約４００μｍ、約４００μｍ〜約４５０μｍ、約４５０μｍ〜約５００μｍ、および両端点を含むこれらの間の任意の幅が含まれる。拡張領域２２０は、いくつかの実施形態では、約３００μｍの深さおよび約１．３ｍｍの幅を有することができる。さらなる実施形態では、拡張領域の深さは約２００μｍ〜約５００μｍの範囲であり、これには約２００μｍ〜約２５０μｍ、約２５０μｍ〜約３００μｍ、約３００μｍ〜約３５０μｍ、約３５０μｍ〜約４００μｍ、約４００μｍ〜約４５０μｍ、約４５０μｍ〜約５００μｍ、および両端点を含むそれらの間の任意の深さが含まれる。その幅は、実施形態に依存して約０．５ｍｍ〜約３ｍｍの範囲とすることができ、これには約０．５ｍｍ〜約０．７５ｍｍ、約０．７５ｍｍ〜約１．０ｍｍ、約１．０ｍｍ〜約１．１ｍｍ、約１．１〜約１．２ｍｍ、約１．２ｍｍ〜約１．３ｍｍ、約１．３ｍｍ〜約１．４ｍｍ、約１．４ｍｍ〜約１．５ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約２．０ｍｍ、約２．０ｍｍ〜約２．５ｍｍ、約２．５ｍｍ〜約３．０ｍｍ、および両端点を含むこれらの間の任意の幅が含まれる。一実施形態では、入口または出口におけるマイクロ流体チャネル１６の最大深さは約６ｍｍである。他の実施形態では約３〜約７ｍｍの範囲の深さを採用し、これには約３ｍｍ〜約４ｍｍ、約４ｍｍ〜約５ｍｍ、約５ｍｍ〜約６ｍｍ、約６ｍｍ〜約７ｍｍ、および両端点を含むそれらの間の任意の深さが含まれる。
【００８７】
［００１２１］
図１４Ｉはマイクロ流体チップ１４の別の実施形態を示し、これは最も小さい分岐チャネル内に図１４Ａ、１４Ｂと同様のナイフエッジ型分岐部２４０および砂時計部分２８０を具える。図１４Ｊはマイクロ流体チップ１４のさらに別の実施形態を示し、これはナイフエッジ型の分岐部２４０と、当該ナイフエッジ型分岐部２４０の直前または前に配置された砂時計部分２８０とを有する。
【００８８】
［００１２２］
特定の一実施形態では、脂肪組織が、本明細書に記載のシステムを用いて処理される。最初に、医師または他のヘルスケア専門家が２ｃｃ〜１００ｃｃの範囲の脂肪吸引術サンプル１２を患者から採取し、これは用途に応じて、約２〜約１０ｃｃ、約１０ｃｃ〜約２５ｃｃ、約２５ｃｃ〜約５０ｃｃ、約５０ｃｃ〜約７５ｃｃ、約７５ｃｃ〜約１００ｃｃ、または両端点を含めてそれらの間の任意の体積を含み得る。次に、脂肪をリン酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）緩衝液（または他の許容される緩衝液）で複数回洗い流すことによって最初の処理を行う。この処理が終了すると、脂肪サンプル１２はシリンジなどを使用してサンプルチャンバ７０、７２に充填され、サンプルチャンバがマイクロ流体チップ１４、１４’と共にキャリッジ６０、６０’に装填される。あるいは、脂肪サンプル１２を個別のサンプルチャンバ７０、７２に充填する代わりに、シリンジの内容物（例えば、図８Ａおよび図８Ｂのシリンジ型チャンバ８６）をキャリッジ６０、６０’にマイクロ流体チップ１４、１４’と共に直接装填してもよい。このプロセスは、単一のマイクロ流体チップ１４、１４’に対して、または複数のマイクロ流体チップ１４、１４’に対して（例えば、多くのサンプル処理または異なる対象からのサンプルに対して）用いることができる。
【００８９】
［００１２３］
サンプルチャンバ７０、７２（またはシリンジ型チャンバ８６）およびマイクロ流体チップ１４、１４’がそれぞれのキャリッジ６０、６０’に装填された状態で、コントローラ５０を用いてモータ５０が作動され、運転が開始される。回転速度は最初に所望のＲＰＭ速度まで上昇し、その非限定的な一実施形態が図４に示されている。これにより、脂肪サンプル１２がサンプルチャンバ７０から（これが最も半径方向内側のサンプルチャンバであると仮定して）マイクロ流体チップ１４内に移動し、そこでサンプルは１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６内で剪断力を受ける。サンプルは他方のサンプルチャンバ７２へと移動し、そこで、ここに記載された方式（例えば、減速、電磁気、機械的歯車、求心性ラチェット、手動回転など）のいずれか１つを用いてキャリッジ６０、６０’およびマイクロ流体チップ１４、１４’が１８０°回転される。マイクロ流体チップ１４、１４’の回転、スピン、または反転の後、支持プレート３０を回転させてサンプルがサンプルチャンバ７２からマイクロ流体チップ１４、１４’に移動され、サンプルは１またはそれ以上のマイクロ流体チャネル１６内でさらなる剪断力にかけられる。サンプルは、半径方向外向きにサンプルチャンバ７０内へと移動し続ける。キャリッジ６０、６０’およびマイクロ流体チップ１４、１４’が再び１８０°回転され、このプロセスが所望のサイクル数だけ繰り返される。
【００９０】
［００１２４］
脂肪サンプル１２がマイクロ流体チップ１４、１４’を所望のサイクル数または回数だけ通過した後、処理された脂肪サンプル１２がサンプルチャンバ７０、７２（またはシリンジ型チャンバ８６）から取り出される。一実施形態では、処理された脂肪サンプル１２は、次に、サンプルチャンバ７０、７２からヘッド７４に取り付けられる別個のシリンジに移され、これにより処理されたサンプル２１を取り出すことができる。処理済みのサンプル１２は今やシリンジに入った状態であり、以降に任意でこれを対象に注入することができる。あるいは、シリンジ型チャンバ８６がサンプルチャンバとして使用された場合、シリンジ型チャンバ８６は、その中に含まれる脂肪サンプル１２を被験体に直接注入するために使用される。
【００９１】
［００１２５］
この設計はまた、いくつかの実施形態によれば、比較的短時間で、例えば１０分未満で迅速に複数回の反復を行うことを可能にする。例えば、いくつかの実施形態では、４分間で２０回の反復を行うことができ、２０分間で１００回の反復を行うことができる。このプラットフォームでは、０ｍＬ／分〜７００ｍＬ／分（またはそれ以上）の様々な流速、例えば、０ｍＬ／分〜約１０ｍＬ／分、約１０ｍＬ／分〜約２５ｍＬ／分、約２５ｍＬ／分〜約５０ｍＬ／分、約５０ｍＬ／分〜約７５ｍＬ／分、約７５ｍＬ／分〜約１００ｍＬ／分、約１００ｍＬ／分〜約２００ｍＬ／分、２００ｍＬ／分〜約３００ｍＬ／分、約３００ｍＬ／分〜約４００ｍＬ／分、約４００ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分、約５００ｍＬ／分〜約６００ｍＬ／分、約６００ｍＬ／分〜約７００ｍＬ／分、および両端点を含めてその間の任意の速度で行うことができる。従来のシリンジポンプベースの処理では、流体ポンプが実現する最大流量は約１２．５ｍＬ／分であった。例えば、図１５は、図１１に示すタイプのシステム１０を用いた場合のＲＰＭの関数としてのマイクロ流体チップ１４を通る平均流量のグラフを示す。さらに、本明細書に記載のシステム１０は、高い剪断力を発生させることができ、これは図１６に見られるように、シリンジポンプベースの処理を用いて生成される剪断力よりはるかに高い。この設計はまた、約１０秒で単一の反復の処理を実行するという利点を有し、これは他のポンプベースの処理よりもはるかに高速である。
【００９２】
［００１２６］
図１７は、図５に示すシステム１０を用いて処理された、ＲＰＭの関数として２つの異なるマイクロ流体チップ１４を通る流速（ｍＬ／分）を示す実験的に得られたデータのグラフを示す。第１のマイクロ流体チップ１４は、図１４Ｇに示す種類のものであり（例えば、拡張および狭窄領域を有する分岐マイクロ流体チャネル）、２００μｍの深さおよび３００μｍの幅を有する。第２のマイクロ流体チップ１４は、図１４Ｇに示される種類のものであり（例えば、拡張および狭窄領域を有する分岐マイクロ流体チャネル）、１ｍｍの深さおよび３００μｍの幅を有する。図１７に示すように、１，５００未満のＲＰＭでも高い流量が達成可能である。図１８は、より小さい寸法（例えば、２００μｍの深さおよび３００μｍの幅）を有するマイクロ流体チップ１４について計算された剪断応力をＲＰＭの関数として示すグラフである。剪断応力は以下の式を用いて計算された。
【００９３】
［００１２７］
（式１）        τ＝６μＱ／ｗｈ２
【００９４】
［００１２８］
ここで、τは剪断応力、「６」は定数、μは流体粘度、Ｑは流速、ｗはチャネル幅、およびｈはチャネルの深さを表す。図１８に示すように、マイクロ流体チップ１４を使用して、（マイクロ流体チップ１４を通過する毎に）最大６０，０００ダイン／ｃｍ２の剪断力が得られた。もちろん、より高いＲＰＭのモータ４２を用いると、６０，０００ダイン／ｃｍ２を超える剪断力を達成することができる。いくつかの実施形態では、約１０，０００ダイン／ｃｍ２〜約１００，０００ダイン／ｃｍ２の範囲の剪断力を達成することができ、これには約１０，０００ダイン／ｃｍ２〜約２０，０００ダイン／ｃｍ２、２０，０００ダイン／ｃｍ２〜約３０，０００ダイン／ｃｍ２、約３０，０００ダイン／ｃｍ２〜約４０，０００ダイン／ｃｍ２、約４０，０００ダイン／ｃｍ２〜約５０，０００ダイン／ｃｍ２、約５０，０００ダイン／ｃｍ２〜約６０，０００ダイン／ｃｍ２、約６０，０００ダイン／ｃｍ２〜約７０，０００ダイン／ｃｍ２、約７０，０００ダイン／ｃｍ２〜約８０，０００ダイン／ｃｍ２、約８０，０００ダイン／ｃｍ２〜約９０，０００ダイン／ｃｍ２、約９０，０００ダイン／ｃｍ２〜約１００，０００ダイン／ｃｍ２、または両端点を含めてそれらの間の任意の力が含まれる。
【００９５】
［００１２９］
システム１０の１つの主な用途は、脂肪組織中に見られる幹細胞を解離し、濃縮し、活性化することである。本明細書で説明するように、マイクロ流体チップ１４、１４’のマイクロ流体チャネル１６内に発生する剪断力は、脂肪組織、間充織幹細胞、および脂肪組織内に見られる他の細胞、を細かくするために使用される。本明細書に例示されている様々なマイクロ流体チップ１４の設計（例えば、図１４Ａ〜１４Ｊ）は、サンプルに大きな剪断応力を加える。例えば、マイクロ流体チャネル１６の狭窄部、テーパ部、および成形面が、脂肪組織を細かくし、その中にある細胞を活性化する。
【００９６】
［００１３０］
システム１０は他の用途にも使用することができる。例えば、このシステムは腫瘍細胞の単離に用いることができる。この意味で、サンプルが単一細胞または数個の細胞の集合体まで分解される一般的な細胞解離器または細胞分離器に用いることもできる。図１９は、本明細書に記載のシステム１０を用いてマイクロ流体チップ１４を通過させた腫瘍細胞の顕微鏡写真を示す。図１９に示すように、視野内に多数の単一細胞がある。これは、図２０に見られるような未処理の腫瘍組織のコントロールとは対照的であり、図２０では単一セルがはるかに少ない。システム１０に使用できるさらなる組織の種類は、例えば、脳組織や骨髄を含む。細胞はまた、マイクロ流体チップ１４、１４’を通過させ細胞に剪断応力をかけて、それらを表現型または他の変化（例えば、間充織幹細胞）にかけることができる。別に、マイクロ流体チップ１４、１４’は、単一細胞の凝集体に剪断応力をかけて単離させることにより、細胞の凝集体を細かくする。その後に、これらの単一細胞を分類する（例えば、腫瘍型）か、細胞シグナルもしくは分泌物について分析することができる。
【００９７】
［００１３１］
図２１は、研究または診断での使用のために単一細胞を選別するため、またはサイズによって細胞を選別するために利用可能なマイクロ流体チップ１４の一実施形態を示す。例えば、腫瘍細胞または膵島細胞を細かくした後、マイクロ流体チップ１４を用いて、研究のために単一の腫瘍細胞を選別および捕捉することができる。マイクロ流体チップ１４は、単一細胞または特定のサイズの任意の凝集体を分類できるように設計されている。マイクロ流体チップ１４は、ある断面積（ｘ）を有するサンプルが出入りする２つの入口または出口２９２を有する。次いで、サンプルは、入口／出口の断面積（ｘ）よりも大きい、小さい、または等しい断面積の主流路２９４を通って流れる。サンプルが主流路２９４を通って流れる際に、マイクロ流体チップ１４の底部および／または側面に形成された小さなリザーバ２９６を通る。これらのリザーバ２９６は、例えば直径約１００ミクロン未満のサイズを有するウェルを含み得る。これらのリザーバ２９６は、主流路２９４の断面積より小さい。これらの小さなリザーバ２９６は、用途に応じて特定のサイズの単一細胞または凝集体に合わせることができる。効率および細胞の捕捉を向上するため、リザーバは、主チャネル２９４に対して垂直から０〜９０°（例えば、０°〜１０°、１０°〜３０°、３０°〜４５°、４５°〜６０°、６０°〜９０°など）の角度にすることができる。一実施形態では、捕捉された細胞は、以降の分析のためにマイクロ流体チップ１４から洗い流すことができる。別の実施形態では、細胞はリザーバ２９６内に残り、チップ上で直接画像化または他の方法で分析されてもよい。
【００９８】
［００１３２］
さらに、このシステム１０は、様々な種類のマイクロ流体チップ１４、１４’を搭載することができ、したがって、殆どすべてのマイクロ流体デバイスへの汎用型にすることができる。このプラットホームは処理のためのあらゆるチップを統合できるので、将来の応用は、幹細胞治療、アルツハイマー病治療、関節炎治療、創傷治療、化粧品、脊髄損傷、骨折損傷、脳損傷、潰瘍治療、臓器治療、血液療法、再形成治療、免疫療法、栄養付与、育毛治療、視覚治療、神経学的治療、筋肉治療、および軟骨置換術を含む。
【００９９】
［００１３３］
図２２は、図２３に示す実施形態のケース４６’と共に使用できるサンプルチャンバ３００の別の実施形態を示す。この実施形態では、サンプルチャンバ３００は、入口３０４および出口３０６と流体連通する内部チャンバ３０２を具える。入口３０４は、内部チャンバ３０２にサンプルを充填するために使用され、その中に配置された一方向弁３０８を具える。一方向弁３０８は、任意の種類の機械的弁を含むことができ、解放可能な隔壁を含み得る。後述するように、入口３０４および一方向弁３０８は、サンプルを含むシリンジ３２０（図２３）を入口３０４に挿入して、一方向弁３０８を開くことができるように寸法決めされ、これによりシリンジ３２０の内容物を内部チャンバ３０２内に充填し、内部チャンバ３０２から取り外すことができる。
【０１００】
［００１３４］
チャンバ３００の出口３０６は、例えばポート２０、２２を用いて、マイクロ流体チップ１４と流体連通している。内部室３０２は傾斜した下面３１０を有する。傾斜した下面３１０は、処理済みのサンプルが抽出されたときにサンプル全体が回収されるように、チャンバ３００の内容物を入口３０４の方へ押しやるように傾斜している。サンプルチャンバ３００は、内部チャンバ３０２とサンプルチャンバ３００外部との間を連通する（すなわち、大気に通気する）通気路３１２を有する。図２２に見られるように、通気路３１２は、チャンバ３００の前部（マイクロ流体チップ１４に接続する側）の内側から、チャンバ３００の後部にて大気に出る（後部は内部チャンバ３０２を充填するためのシリンジが取り付けられる場所である）。これにより、処理中に通気が可能になり、流体が均等に移動する。
【０１０１】
［００１３５］
図２３は、図２２に示すチャンバ３００と共に使用されるケース４６’の実施形態を示す。図２３に示すように、マイクロ流体チップ１４は、チャンバ３００と共にキャリッジ６０に搭載されている。この実施形態におけるケース４６’は、処理中に不注意でこぼれるか放出されるサンプルを捕獲するために用いられるボウル４８を具える。ケース４６’は、当該ケース４６’の側面に配置されたアクセスポート５２をさらに含み、当該アクセスポート５２は、サンプルをチャンバ３００内に充填するか、処理後にチャンバ３００から取り出すためにシリンジ３２０を通せる寸法である。図２３は、アクセスポート５２に通され、チャンバ３００の入口３０４に挿入されたシリンジ３２０を示しており、それによって未処理のサンプルを内部チャンバ３０２に充填するか処理完了後にそこから取り出すことができる。
【０１０２】
［００１３６］
チャンバ３００の充填または取出しのために、マイクロ流体チップ１４をアクセスポート５２と整列させ、次いでシリンジ３２０をアクセスポート５２内および入口３０４内に挿入して一方向弁３０８を開く。完了すると、シリンジ３２０を取り外して、これにより一方向弁３０８が閉じて、サンプルの漏れが防止される。次に、サンプルがマイクロ流体チップ１４を通って前後に通過するように、キャリッジ６０およびそれらのマイクロ流体チップ１４を複数回スピンまたは回転させることにより、マイクロ流体チップ１４が本明細書に記載のように処理される。処理後、支持プレート３０を回転させてマイクロ流体チップ１４をアクセスポート５２と整列させる。使用者は、シリンジ３２０をチャンバ３００の入口３０４に取り付け、一方向弁３０８を開く。次いで処理済みのサンプルがシリンジ３２０内に抽出できるようになる。傾斜した下面３１０は、チャンバ３００の内容物全体を排出するのを補助する。この抽出プロセスは、各マイクロ流体チップ１４に対して行うことができる。
【０１０３】
［００１３７］
図２４〜２６は、システム１０の他の実施形態を示す。この実施形態では、システム１０は、マイクロ流体チップ１４に対して垂直に取り付けられる１またはそれ以上のシリンジ３５２と接合するトッププレートまたはリング３５０を具える。シリンジ３５２の出口は、シリンジ３５２の端部をマイクロ流体チップ１４と流体的に結合するアダプタ８０など（例えば、図２）を使用して、マイクロ流体チップ１４のポート２０に結合される。マイクロ流体チップ１４の反対側の端部は、本明細書に開示されているようにサンプルチャンバ７０、７２に結合されている。シリンジ３５２のシリンジプランジャ３５４は、図２５に見られるように、シリンジプランジャ３５４を保持するように寸法形成されたフックまたはクリップ３５６を用いてトッププレートまたはリング３５０を介して保持されている。好ましい実施形態では、図２５に示すように、半径方向内側（すなわち内側）にある第１の組のフックまたはクリップ３５６と、半径方向外側（すなわち外側）にある第２の組のフックまたはクリップ３５６とがある。いくつかの実施例では、第１の組のフックまたはクリップ３５６および第２の組のフックまたはクリップ３５６は、シリンジプランジャ３５４の遠位端が各フックまたはクリップ３５６内に容易に固定され、そこから取り外せるように構成される。これらの異なるフックまたはスリップ３５６は、マイクロ流体チップ１４および取り付けられたシリンジ３５２の「回転」状態に応じて、シリンジプランジャ３５４と係合する。以下により詳細に説明するように、キャリッジ６０が回転すると、マイクロ流体チップ１４に取り付けられたシリンジ３５２は、半径方向内側の位置から半径方向外側の位置へ回転することができる。キャリッジ６０が回転すると、シリンジ３５２の遠位端が、半径方向内側にある第１のセットのフックまたはクリップ３５６から外れ、続いて半径方向外側に位置する第２のセットのフックまたはクリップ３５６に係合／固定される。
【０１０４】
［００１３８］
したがって、この実施形態では、１またはそれ以上のシリンジ３５２は、マイクロ流体チップ１４の回転面に対してほぼ垂直に保持される。トッププレートまたはリング３５０は、内ねじが切られて回転モータ３６２に結合されたねじロッド３６０と係合するベアリング３５８に回転可能に取り付けられている。ベアリング３５８により、トッププレートまたはリング３５０が、マイクロ流体チップ１４および取り付けられたシリンジ３５２と共に回転可能となる。回転モータ３６２を作動させると、ねじロッド３６０が回転し、トッププレートまたはリング３５０が垂直方向に移動する。一方向への回転によってトッププレートまたはリング３５０が矢印Ａの方向に下方移動し、それによってシリンジプランジャ３５４をシリンジ３５２のバレル内に押し下げる。この方向へのモータ３６２の移動は、シリンジ３５２の内容物をマイクロ流体チップ１４内に排出するために使用される。逆に、回転モータ３６２を反対方向に動かすと、ねじロッド３６０が反対方向に回転し、トッププレートまたはリング３５０を上方向に動かし（矢印Ｂに見られる）、それによってシリンジプランジャ３５４を引っ張ってシリンジ３５２のバレルから出す。この方向へのモータ３６２の動きは、マイクロ流体チップ１４からシリンジ３５２内へサンプルを引き出すか排出するために使用される。回転モータ３６２は、図２４に示すように、ケース４６の頂部に固定することができる。
【０１０５】
［００１３９］
この実施形態では、マイクロ流体チップ１４が支持プレート３０上のキャリッジ６０に取り付けられた状態で、シリンジ３５２は、一端（図２４に見られるように半径方向内側の位置）においてアダプタ８０などを介してマイクロ流体チップ１４に取り付けられ、他端においてフックまたはクリップ３５６を介して取り付けられている。システム１０は、ケース４６に搭載され、運転パラメータ（例えば、ＲＰＭレート、運転時間、減速レート、サイクル数、サイクル時間など）をプログラムするために使用できるコントロールパネル３７０を具える。コントロールパネル３７０はまた、ディスプレイ３７２などを用いて特定の実行状態を監視するために使用することができる。ユーザがコントロールパネル３７０とインターフェースできるようにボタン３７４が設けられている。システム１０は、本書に前述のとおりモータ４２を用いた支持プレート３０の回転により始動する。スピンプロセスの間、シリンジ３５２はマイクロ流体チップ１４と共に回転する。回転モータ３６２を作動させてトッププレートまたはリング３５０を下方に進めてサンプルをシリンジ３５２からマイクロ流体装置１４内に移動させる。支持プレート３０を駆動するメインモータ４２と回転モータ３６２との両方の回転が停止され、シリンジ３５２とともにマイクロ流体チップ１４が１８０°回転される（例えば、減速が回転を引き起こすが、他の任意の回転様式を用いてもよい）。図２６は、マイクロ流体チップ１４と、半径方向外側の位置まで１８０°回転したシリンジ３５２とを示す。上述のように、キャリッジ６０および取り付けられたマイクロ流体チップ１４およびシリンジ３５２の回転は、様々な方法で実現することができる。シリンジ３５２を回転させると、プランジャ３５４が、当該プランジャ３５４の遠位端が取り付けられているフックまたはクリップ３５６から外れる。シリンジ３５２は次いで、異なる組のフックまたはクリップ３５６（すなわち、半径方向外側のフックまたはクリップ３５６）と係合することができる。次に、支持プレート３０を駆動するメインモータ４２および回転モータ３６２を（逆方向に）作動させ、それによってトッププレートまたはリング３５０がマイクロ流体チップ１４から遠ざかり、マイクロ流体チップ１４を通してサンプルが逆方向に吸い出される。このプロセスは、任意の回数またはサイクル数で繰り返すことができる。処理後、たった今処理されたサンプルを含むシリンジ３５２をシステム１０から取り外し、患者または被験者に処理済みのサンプル（例えば脂肪組織）を注入するために直接使用することができる。
【０１０６】
［００１４０］
本明細書で説明されるように、システム１０の１つの主な用途は、脂肪組織を処理して治療用途および／または美容用途を生成することである。１つの有利な態様は、追加の酵素や他の消化剤（例えばコラゲナーゼ）を必要とせずに処理が行われることである。例えば、創傷治癒用途のために処理済み組織の非化学的処理が行われ、それによって天然の細胞外マトリックス成分が保持される。もちろん、他の実施形態、例えばサンプルが実験室の環境で評価される状況では、コラゲナーゼなどの任意の消化剤や他の化学物質または化学剤を添加してもよい。これらの添加剤は、細胞および細胞内成分採取の効率を高めるために使用することができる。
【０１０７】
［００１４１］
マイクロ流体チップ１４を使用して脂肪（または他の）組織の処理を記載したが、組織処理は、洗浄工程または濾過工程などの様々な追加の処理操作を伴ってもよいことを理解されたい。これらの追加の処理工程は、オンチップで（すなわちマイクロ流体チップ１４上で）組み込まれてもよいし、オフチップで（すなわちマイクロ流体チップ１４上でサンプルを処理した後に）行われてもよい。例えば、洗浄液をチャンバ７０、７２あるいはマイクロ流体チップ１４内のサンプルを洗い流すために使用可能な他の別個の洗浄チャンバ（図示せず）に充填してもよい。同様に、図１３に開示のものと同様のフィルタエレメント１９０を使用して、マイクロ流体チップを出る際にサンプルを濾過してもよい。複数のフィルターを用いて逐次的な濾過を行ってもよい。さらなる別の実施形態では、システム１０を通過するサンプル１２は細胞を含む。このシステム１２は、細胞をマイクロ流体チップ１４に通し、高い剪断力にかけることによって、細胞を破壊（すなわち溶解）するために使用することができる。細胞溶解により、１つ以上の細胞内小器官、細胞成分、膜結合小器官、細胞外小胞、タンパク質、核酸、パラクリン因子などを含み得る細胞の内容物が放出される。いくつかの実施形態において、これらの成分は細胞内に放出され、治療的および／または美容的効果を奏し得る。これらの放出された細胞内成分は治療的または美容的効力を有し得る。例えば、患者自身の細胞をシステム１０に通し、破壊または溶解させて、細胞内の成分を放出させることができる。その後に細胞内成分を取り出して患者に使用する。これらは、いくつかの実施形態では処理後すぐに使用され、あるいは将来の使用のために収集し保存することができる。いくつかの実施形態において、抽出された細胞内成分は、同じ患者（すなわち自己由来）または異なる患者（すなわち同種異系）で使用することができる。さらなる実施形態では、処理済みの細胞は、必要に応じて、細胞増殖を促進するために、例えば適切な栄養素などを含むインビトロ培養培地中で培養される。いくつかの実施形態において、細胞によるセクレトーム産生を増大させるための条件が選択される。これは、セクレトーム産生を最適化するために、特定の増殖因子、培地濃度／ｐＨ、またはいくつかの実施形態では低酸素培養条件（例えば、約０．１％、約０．５％、約１％のＯ２）を含み得る。いくつかの実施形態では、細胞培養（後処理）により、培地から単離することができる１またはそれ以上の成分が分泌される。いくつかの実施形態において、細胞培養（後処理）により、細胞の溶解やそうでなくとも細胞の処理によっても単離することができる、内在性の膜または膜連結された１以上の因子が産生される。いくつかの実施形態では、これらの単離因子は、同種異系治療または自家治療のいずれかのために、保存して既製の治療薬として使用することができる。培養（後処理）した細胞から単離することができる成分の非限定的な例には、上記のように、様々なタンパク質、サイトカイン、エキソソームなどが含まれる。いくつかの実施形態において、これらの因子には、ＶＥＧＦ、ＨＧＦ、ＩＧＦ−１、ＳＤＦ−１、ＰＤＧＦ−ＢＢ、ＮＧＦ−β、ＳＣＦ、ｂＦＧＦ���ＴＮＦ−α、ＨＧＦＡ、ＭＦＧ−Ｅ８およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ｍｉＲＮＡを含むエキソソームが単離され、これは例えば、ｍｉＲ−２２３、ｍｉＲ−１４６ｂ、ｍｉＲ−１２６およびｍｉＲ−１９９ａを単独で、互いにまたは他のマイクロＲＮＡと組み合わせて含む。
【０１０８】
［００１４２］
図２７Ａ、２７Ｂは、それぞれ、未処理の未加工脂肪組織（標準的な脂肪吸引物）とともに、図１４Ｂに示す種類のマイクロ流体チップ１４を使用する図５に示す組織処理システムを通過させた脂肪組織についての細胞数および細胞生存率の結果のグラフを示す。未処理の脂肪組織をそのまま処理しないもの（標準の脂肪吸引物）と、組織処理システムを用いて１６００ＲＰＭで２０サイクル（各サイクルはマイクロ流体チップ１４を３６０°回転させた）で処理したものとした。その後、処理済みの各サンプルを０．１％コラゲナーゼと混合して間質血管細胞群を回収した。
【０１０９】
［００１４３］
簡単に説明すると、Ｉ型コラゲナーゼ（ミズーリ州セントルイス、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社）をリン酸緩衝生理食塩水と混合することによって０．１％酵素消化溶液を調製し、次いでこれを０．２２μｍ真空フィルタ（マサチューセッツ州ビルリカ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社）を用いて滅菌した。脂肪吸引物に対する１：１容量のコラゲナーゼ溶液を水浴中で３７℃で３０分間、断続的に撹拌しながら培養した。次いで、等容量の対照培地（ダルベッコ改変イーグル培地、１０％ウシ胎児血清、５００ＩＵペニシリン、および５００μｇストレプトマイシン）を添加して酵素活性を中和し、混合物を少なくとも１０分間分離させた。間質血管細胞群を含む液体浸潤物層を単離し、１００μｍセルストレーナ（ノースカロライナ州ダラム、Ｃｏｒｎｉｎｇ社）を通して濾過し、１８００ｒｐｍで８分間遠心分離した。次いで、赤血球混入を最小限に抑えるために、各ペレットを赤血球溶解緩衝液（１５．５ｍＭ塩化アンモニウム、１ｍＭ重炭酸カリウム、および０．０１ｍＭエチレンジアミン四酢酸）に５分間再懸濁した。５ｍｌの対照培地を添加した後、懸濁液をもう一度遠心分離した。各遠心分離工程の後に、水性部分を吸引除去した。得られたペレットを次に対照培地に再懸濁し、染色および分析にかけた。
【０１１０】
［００１４４］
各サンプルから得られた新たに単離された間質血管細胞群（ＳＶＦ）の一部をアクリジンオレンジ／ヨウ化プロピジウム染色（ヴァージニア州アナンデール、Ｌｏｇｏｓ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ社）にかけ、生きている細胞と死んでいる細胞、および有核細胞と無核細胞を区別する二重蛍光自動細胞計数器を用いて計った。最後に、単細胞懸濁液をポリスチレンチューブに等分し、ヨウ化プロピジウムで染色した。生存率を評価するために、各チューブをフローサイトメータ（ドイツ、ベルギッシュ・グラートバッハ、ＭｉｌｔｅｎｙｉＢｉｏｔｅｃ社）の絶対細胞計数機能にかけた。図２７Ａは、標準的な脂肪吸引物および（図５の装置を使用して）処理された脂肪吸引物についての細胞数のグラフを示す。装置を使用して１６００ＲＰＭでサンプルを処理すると、回収されたＳＶＦ細胞の数が約１／４に減少する。図２７Ｂに見られるように、１６００ＲＰＭで装置を使用して処理しても、回収された細胞の生存率に識別可能な差は生じない。一般に、加わる剪断速度が異なると、細胞に剪断力が累積するにつれて、細胞の破壊が増加することがわかった。
【０１１１】
［００１４５］
幹細胞サブタイプおよび幹細胞マーカーが、フローサイトメトリを用いて、標準的な脂肪吸引物および処理済みの脂肪吸引物の両方において分析された。最初に、間葉系幹細胞（ＭＳＣ）集団が、生存細胞（前方散乱対側方散乱ウィンドウのＸ軸上の２００ハッシュマークの右側のもの）をゲートして同定された。次に、ＣＤ４５陰性であった生存細胞集団が排他的にゲートされた。最後に、ＣＤ３１陰性およびＣＤ４５陽性である細胞が同定された。処理済みの脂肪吸引物は、標準の脂肪吸引物よりも多い割合のＭＳＣ（ＣＤ４５−／ＣＤ３１−／ＣＤ３４＋）を含有することが見出された。
【０１１２】
［００１４６］
図２８は、標準的な脂肪吸引物対（図５の装置を用いて）処理済みの脂肪吸引物から得られた細胞のＳＶＦから同定された幹細胞マーカーおよびサブタイプのグラフ表示を示す。ＣＤ３４は、装置の処理後にほぼ３倍アップレギュレートされる共通の幹細胞マーカーである。同様に、ＭＳＣ亜集団（ＣＤ４５−／ＣＤ３１−／ＣＤ３４＋）および糖尿病性創傷の治癒に重要なＭＳＣ亜集団（ＣＤ４５−／ＣＤ３１−／ＣＤ３４＋／ＤＰＰ４＋／ＣＤ５５＋）の両方が、処理後に濃縮されることが見出される。「＊」で表されるグラフバーは、ｐ＜０．０５を表す。
【０１１３】
［００１４７］
図５の装置を使用して処理された糖尿病性脂肪吸引物と、標準的な（未処理の）糖尿病性脂肪吸引物とを幹細胞マーカーおよびサブタイプについて分析した。図２９は、処理済みの脂肪吸引液および標準の脂肪吸引液の両方についての幹細胞マーカー（ＣＤ４５、ＣＤ３１、ＣＤ３４、ＣＤ７３、ＣＤ１４６、ＭＳＣ、ＤＰＰ４／ＣＤ５５）のグラフを示す。ＣＤ３４は共通の幹細胞マーカーである。この特定の試験患者において、ＣＤ３４は装置の処理後にほぼ２倍にアップレギュレートされた。同様に、他のＭＳＣマーカー（ＣＤ７３、ＣＤ１４６）ならびに内皮マーカー（ＣＤ３１）も装置の処理後にアップレギュレートされた。最後に、ＭＳＣ亜集団（ＣＤ４５−／ＣＤ３１−／ＣＤ３４＋）および糖尿病性創傷の治癒に重要なＭＳＣ亜集団（ＣＤ４５−／ＣＤ３１−／ＣＤ３４＋／ＤＰＰ４＋／ＣＤ５５＋）の両方が、糖尿病性組織の処理後に濃縮されることが見出された。
【０１１４】
［００１４８］
上記で開示された実施形態の特定の特徴および態様の様々な組み合わせまたはサブコンビネーションがなされてもよく、それでもなお１以上の本発明の範囲内に入ることが企図される。さらに、一実施形態に関連した任意の特定の構成、態様、方法、特性、特徴、品質、属性、要素などの本明細書における開示は、本明細書に記載の他のすべての実施形態において使用することができる。したがって、開示された実施形態の様々な特徴および態様は、開示された発明の様々な態様を形成するために互いに組み合わせることができ、または互いに置き換えることができることを理解されたい。したがって、本明細書に開示された本発明の範囲は、上記の特定の開示された実施形態によって限定されるべきではないことが意図されている。さらに、本発明は様々な修正形態および代替形態を受け入れることができるが、その特定の例が図面に示されており、本明細書で詳細に説明されている。しかしながら、本発明は開示された特定の形態または方法に限定されるべきではなく、反対に、本発明は、記載された様々な実施形態および添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれるすべての修正、均等物、および代替物を含む。本明細書に開示されたいかなる方法も列挙された順序で実行される必要はない。本明細書に開示された方法は、施術者によって取られる特定の行動を含むが、これらの行動に関する第三者からの指示を明示的または暗示的に含めることもできる。例えば、「増殖ＮＫ細胞の集団を投与する」などの行為は、「増殖ＮＫ細胞の集団の投与を指示すること」を含む。さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュ群として説明されている場合、当業者は、それによってマーカッシュ群の任意の個々の構成物または構成物のサブグループに関しても開示が説明されていることを認識するであろう。
【０１１５】
［００１４９］
本明細書に開示されている範囲は、ありとあらゆる重複、部分範囲、およびそれらの組み合わせも包含する。「〜まで」、「少なくとも〜」、「〜より大きい」、「〜未満」、「〜の間」などの用語は、列挙された数字を含む。「約」または「およそ」などの用語が先行する数字は、列挙された数字を含む。例えば、「約１０ナノメートル」は「１０ナノメートル」を含む。
【０１１６】
［００１５０］
本発明の実施形態を図示し説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正を加えることができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物を除いて限定されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１４Ｆ】
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【図１４Ｇ】
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【図１４Ｈ】
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【図１４Ｉ】
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【図１４Ｊ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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